WO2017034212A1 - 발광소자 및 이를 구비한 발광 소자 패키지 - Google Patents

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WO2017034212A1
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light emitting
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emitting structure
reflective
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PCT/KR2016/009073
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이대희
김영훈
손정환
이승일
이정욱
임재영
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엘지이노텍 주식회사
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Definitions

  • the embodiment relates to a light emitting device.
  • the embodiment relates to a light emitting device package and a light unit having a light emitting device.
  • Light emitting diodes are widely used as one of light emitting devices. Light-emitting diodes use the properties of compound semiconductors to convert electrical signals into light, such as infrared, visible and ultraviolet light.
  • light emitting devices As light efficiency of light emitting devices increases, light emitting devices have been applied to various fields including display devices, vehicle lamps, and various lighting devices.
  • An embodiment provides a light emitting device having a light emitting structure and a barrier layer around an outer circumference of the reflective layer in a structure having a reflective layer under the light emitting structure.
  • the embodiment provides a light emitting device having a barrier layer for blocking movement of a reflective layer or a material constituting the reflective layer around a lower portion of the light emitting structure.
  • a light emitting device package and a light unit having a light emitting device according to the embodiment are provided.
  • the light emitting device may include a light emitting structure including a first semiconductor layer, an active layer under the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer under the active layer; A first contact layer disposed under the light emitting structure; A reflective layer disposed under the first contact layer; And a capping layer disposed below the reflective layer; A second electrode layer electrically connected to the first semiconductor layer; A protective layer disposed on an outer periphery among regions between the capping layer and the light emitting structure; A barrier layer disposed around an outer circumference of the reflective layer; And a support member disposed below the capping layer.
  • the light emitting device may include a light emitting structure including a first semiconductor layer, an active layer under the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer under the active layer; A first contact layer disposed under the light emitting structure; A reflective layer disposed under the first contact layer; And a capping layer disposed below the reflective layer; A second electrode layer electrically connected to the first semiconductor layer under the first electrode layer; An insulating layer between the first electrode layer and the second electrode layer; A protective layer disposed on an outer circumference of a region between the capping layer and the light emitting structure; And a barrier layer disposed around an outer circumference of the reflective layer, wherein the barrier layer includes a metal different from the reflective layer.
  • any metal layer disposed under the light emitting structure may be prevented from occurring.
  • the embodiment can provide a light emitting device resistant to moisture.
  • the embodiment can prevent the light output of the light emitting device from being lowered.
  • the reliability of the light emitting device package and the light unit having the light emitting device according to the embodiment can be improved.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a light emitting device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view along the A-A side of the light emitting device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of the light emitting device of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the B-B side of the light emitting device of FIG. 1.
  • FIG. 5 is another example of a barrier layer of the light emitting device of FIG. 2.
  • FIG. 6 is a side sectional view showing a light emitting device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a partially enlarged view of the light emitting device of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another example of the barrier layer of the light emitting device of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a side sectional view showing a light emitting device according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a side sectional view showing a light emitting device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a side sectional view showing a light emitting device according to the fifth embodiment.
  • FIGS. 12 to 20 are views illustrating a light emitting device manufacturing process according to the first embodiment.
  • 21 is a side cross-sectional view showing a light emitting device package having a light emitting device according to the embodiment.
  • each layer (region), region, pattern, or structure is “on” or “under” the substrate, each layer (film), region, pad, or pattern.
  • “up” and “under” include both “directly” or “indirectly” formed through another layer. do.
  • the criteria for up / down or down / down each layer will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a light emitting device according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the AA side of the light emitting device of FIG. 1
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of the light emitting device of FIG. 2
  • FIG. It is BB side cross section of a light emitting element.
  • the light emitting device 100 includes a light emitting structure 10 having a plurality of semiconductor layers 11, 12, and 13, a barrier layer 21 around a lower portion of the light emitting structure 10, And at least one electrode layer 81 and 83 under the light emitting structure 10.
  • the at least one electrode layer 81 and 83 may include a reflective layer 17, and the barrier layer 21 may be disposed outside the reflective layer 17.
  • the light emitting device 100 may have at least one pad 92 disposed on or outside the light emitting structure 10.
  • the light emitting device 100 may emit at least one of ultraviolet, blue, green, red, or infrared light.
  • the light emitting device 100 may include a light receiving device or a protection device as a semiconductor device.
  • the light emitting structure 10 may include a first semiconductor layer 11, an active layer 12, and a second semiconductor layer 13.
  • the active layer 12 may be disposed between the first semiconductor layer 11 and the second semiconductor layer 13.
  • the active layer 12 may be disposed under the first semiconductor layer 11, and the second semiconductor layer 13 may be disposed under the active layer 12.
  • Sides of the light emitting structure 10 may be formed as a surface perpendicular to the lower surface of the light emitting structure 10, an inclined surface or a stepped structure, but is not limited thereto. When the side surface of the light emitting structure 10 is inclined, the light extraction efficiency may be improved.
  • the first semiconductor layer 11 may include an n-type semiconductor layer to which a first conductive dopant, for example, an n-type dopant is added, and the second semiconductor layer 13 may include a second conductive dopant, for example, a p-type dopant. It may include a p-type semiconductor layer added.
  • the first semiconductor layer 11 may be formed of a p-type semiconductor layer
  • the second semiconductor layer 13 may be formed of an n-type semiconductor layer.
  • the first semiconductor layer 11 may be implemented as a compound semiconductor.
  • the first semiconductor layer 11 may be implemented as at least one of a group II-VI compound semiconductor and a group III-V compound semiconductor.
  • a semiconductor material having the compositional formula of the first semiconductor layer 11 is In x Al y Ga 1 -x- y N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1) Can be implemented.
  • the first semiconductor layer 11 may be selected from, for example, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, and the like, and Si, Ge, Sn, Se, An n-type dopant such as Te may be doped.
  • An upper surface of the first semiconductor layer 11 may be formed of rough rough portions 11A, and the uneven portions 11A may improve light extraction efficiency.
  • the side cross section of the uneven portion 11A may include a polygonal shape or a hemispherical shape.
  • the active layer 12 may be disposed under the first semiconductor layer 11. In the active layer 12, electrons (or holes) injected through the first semiconductor layer 11 and holes (or electrons) injected through the second semiconductor layer 13 meet each other, and thus, the active layer 12 is formed.
  • the layer emits light due to a band gap difference of an energy band according to a material forming a.
  • the active layer 12 may be formed of any one of a single well structure, a multiple well structure, a quantum dot structure, or a quantum line structure, but is not limited thereto.
  • the active layer 12 may be implemented with a compound semiconductor.
  • the active layer 12 may be implemented as at least one of a group II-VI compound semiconductor and a group III-V compound semiconductor.
  • the active layer 12 may be implemented as an example of a semiconductor material having a compositional formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1) have.
  • the active layer 12 When the active layer 12 is implemented as the multi-well structure, the active layer 12 may be implemented by stacking a plurality of well layers and a plurality of barrier layers.
  • an InGaN well layer / GaN barrier layer, InGaN well layer / AlGaN barrier layer, InAlGaN well layer / InAlGaN barrier layer, AlGaN well layer / AlGaN barrier layer, or GaN well layer / AlGaN barrier layer may be implemented in a cycle.
  • the second semiconductor layer 13 may be disposed under the active layer 12.
  • the second semiconductor layer 13 may be formed of, for example, a p-type semiconductor layer.
  • the second semiconductor layer 13 may be implemented as a compound semiconductor.
  • the second semiconductor layer 13 may be implemented as at least one of a group II-VI compound semiconductor and a group III-V compound semiconductor.
  • the second semiconductor layer 13 is implemented as a semiconductor material having a compositional formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1) Can be.
  • the second semiconductor layer 13 may be selected from, for example, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, and the like, and Mg, Zn, Ca, Sr, P-type dopants such as Ba may be doped.
  • the light emitting structure 10 may have at least one of np, pn, npn, and pnp junction structures.
  • the doping concentrations of the impurities in the first semiconductor layer 11 and the second semiconductor layer 13 may be uniformly or non-uniformly formed. That is, the structure of the light emitting structure 10 may be formed in various ways, but is not limited thereto.
  • an InGaN / InGaN superlattice structure may be formed.
  • an electron blocking layer including a second conductive dopant may be included between the second semiconductor layer 13 and the active layer 12.
  • the electron blocking layer may include an AlGaN layer. It is not limited to this.
  • the first semiconductor layer 11 includes a protrusion 16.
  • a plurality of the protrusions 16 may be spaced apart from each other, and the upper surface of the protrusions 16 may be formed of a rough uneven portion 11A, but is not limited thereto.
  • the protrusion 16 may be a semiconductor layer of a first conductive type or an undoped or unintentionally Doped semiconductor layer, but is not limited thereto.
  • the protrusion 16 may not be formed, but is not limited thereto.
  • the at least one electrode layer 81 and 83 may include at least one of the first electrode layer 81 and the second electrode layer 83 under the first electrode layer 81.
  • the first embodiment will be described as an example in which the first and second electrode layers 81 and 83 are disposed below the light emitting structure 10.
  • the first electrode layer 81 may be electrically connected to the second semiconductor layer 13, and the second electrode layer 83 may be electrically connected to the first semiconductor layer 11. At least one or both of the first and second electrode layers 81 and 83 may be disposed under the light emitting structure 10.
  • the second electrode layer 83 may have a second contact layer 33 in the first semiconductor layer 11 and be disposed under the light emitting structure 10.
  • One of the first and second electrode layers 81 and 83 may include a support member 70 for supporting the light emitting device 100, and the support member 70 may be an electrically conductive support member. have.
  • the support member 70 may be included in or configured separately from any one of the electrode layers 81 and 83, but is not limited thereto.
  • the first electrode layer 81 is disposed between the light emitting structure 10 and the second electrode layer 83, and is electrically connected to the second semiconductor layer 13 of the light emitting structure 10. It is electrically insulated from the second electrode layer 83.
  • the first electrode layer 81 may include a first contact layer 15, a reflective layer 17, and a capping layer 35.
  • the first electrode layer 81 may include a barrier layer 21.
  • the first contact layer 15 is disposed between the reflective layer 17 and the second semiconductor layer 13, and the reflective layer 17 is disposed between the first contact layer 15 and the capping layer 35. Is placed.
  • the first contact layer 15, the reflective layer 17, and the capping layer 35 may be formed of different conductive materials, but are not limited thereto.
  • the first contact layer 15 may be in contact with the second semiconductor layer 13, for example, to form an ohmic contact with the second semiconductor layer 13.
  • the first contact layer 15 may be formed of, for example, a conductive oxide film, a conductive nitride, or a metal.
  • the first contact layer 15 may include, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc oxide (IZON), aluminum zinc oxide (AZO), and aluminum gallium zinc oxide (AZZO).
  • the first contact layer 15 may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the reflective layer 17 may be electrically connected to the first contact layer 15 and the capping layer 35.
  • the reflective layer 17 may reflect the light incident from the light emitting structure 10 to increase the amount of light extracted to the outside.
  • the reflective layer 17 may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the reflective layer 17 may be formed of a metal having a light reflectance of 70% or more.
  • the reflective layer 17 may be formed of a metal or an alloy including at least one of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, and Hf.
  • the reflective layer 17 may be formed of indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), indium-zinc-tin-oxide (IZTO), and indium-aluminum-zinc- (AZO).
  • Transmissive conductive materials such as Oxide), Indium-Gallium-Zinc-Oxide (IGZO), Indium-Gallium-Tin-Oxide (IGTO), Aluminum-Zinc-Oxide (AZO), and Antimony-Tin-Oxide (ATO) It can be formed in a single layer or multiple layers.
  • the reflective layer 17 may include at least one of Ag, Al, Ag-Pd-Cu alloy, or Ag-Cu alloy.
  • the reflective layer 17 may be formed by alternately forming an Ag layer and a Ni layer, and may include a Ni / Ag / Ni, Ti layer, or Pt layer.
  • the first contact layer 15 may be formed below the reflective layer 17, and at least a portion thereof may pass through the reflective layer 17 to be in contact with the second semiconductor layer 13.
  • the reflective layer 17 may be disposed under the first contact layer 15, and a portion of the reflective layer 17 may contact the second semiconductor layer 13 by passing through the first contact layer 15. .
  • the reflective layer 17 may include a material causing migration, for example, a metal.
  • the reflective layer 17 may be a metal causing movement by electrolyte ions.
  • the light emitting device 100 may include a capping layer 35 under the reflective layer 17.
  • the capping layer 35 may contact the bottom surface of the reflective layer 17.
  • the capping layer 35 may include a contact portion 34 in which a pad 92 is disposed on a portion of an outer portion of the capping layer 35.
  • the capping layer 35 may be a wiring layer transferring power supplied from the pad 92, but is not limited thereto.
  • the capping layer 35 may be formed of a metal, and for example, may include at least one of Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, and Mo, and may include a single layer or It can be formed in multiple layers.
  • the contact portion 34 of the capping layer 35 may be disposed in an area that does not overlap with the light emitting structure 10 in the vertical direction, and may overlap with the pad 92 in the vertical direction.
  • the contact portion 34 of the capping layer 35 is disposed in an area not overlapping with the first contact layer 15 and the reflective layer 17 in the vertical direction.
  • the contact portion 34 of the capping layer 35 may be disposed at a lower position than the light emitting structure 10 and may be in direct contact with the pad 92.
  • An outer portion of the capping layer 35 may be disposed outside the side of the light emitting structure 10.
  • the outer portion of the capping layer 35 may be disposed to overlap in the vertical direction with respect to the outer portion of the protective layer 30 and the outer portion of the passivation layer 95.
  • the pad 92 may be formed as a single layer or a multilayer, and may include at least one of Ti, Ag, Cu, and Au.
  • the single layer may be Au, and in the case of the multilayer, it may be a stacked structure of Ti / Ag / Cu / Au or a Ti / Cu / Au stacked structure, but is not limited thereto.
  • the pad 92 may be in direct contact with at least one of the reflective layer 17 and the first contact layer 15, but is not limited thereto.
  • At least one or a plurality of pads 92 may be disposed outside the light emitting structure 10.
  • the pad 92 may be disposed in regions A1 and A2 between the outer sidewall of the first electrode layer 81 and the light emitting structure 10.
  • the pad 92 may be in contact with the protective layer 30 and the passivation layer 95 around the bottom, but is not limited thereto.
  • the protective layer 30 may be disposed on a lower surface of the light emitting structure 10, may be in contact with the lower surface of the second semiconductor layer 13 and the first contact layer 15, and may be in contact with the reflective layer 17. Can be contacted.
  • An inner part of the protective layer 30 overlapping the light emitting structure 10 in the vertical direction may be disposed to overlap the area of the protrusion 16 in the vertical direction.
  • the outer portion of the protective layer 30 extends over the contact portion 34 of the capping layer 35 and is disposed to overlap the contact portion 34 and the outer portion of the capping layer 35 in a vertical direction.
  • the outer portion of the protective layer 30 extends to the outer regions A1 and A2 than the sidewalls of the light emitting structure 10, thereby preventing moisture from penetrating and protecting from the impact transmitted to the chip during the etching process. Can be.
  • the protective layer 30 may perform a function of an etching stopper in an isolation process for the individual light emitting structures 10, and may prevent the electrical characteristics of the light emitting device from being degraded by the isolation process.
  • the protective layer 30 may be defined as a channel layer, a low refractive material, or an isolation layer.
  • the protective layer 30 may be formed of an insulating material, for example, oxide or nitride.
  • the protective layer 30 is at least one in the group consisting of SiO 2 , Si x O y , Si 3 N 4 , Si x N y , SiO x N y , Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like. Can be selected and formed.
  • the protective layer 30 may be formed of a transparent material.
  • the protective layer 30 may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the light emitting device 100 may include an insulating layer 41 below the first electrode layer 81 and above the second electrode layer 83.
  • the insulating layer 41 is disposed between the first electrode layer 81 and the second electrode layer 83 to electrically insulate the first electrode layer 81 from the second electrode layer 83.
  • the insulating layer 41 is in contact with the bottom surface of the first electrode layer 81 and the top surface of the second electrode layer 83.
  • the insulating layer 41 may have a thickness greater than that of each of the protective layer 30, the capping layer 35, the first contact layer 15, and the reflective layer 17.
  • An upper portion of the insulating layer 41 may contact the protective layer 30, and may be disposed to overlap the protrusion 16 in a vertical direction. The protrusion 16 can be removed.
  • the insulating layer 41 may be formed of, for example, oxide or nitride.
  • the insulating layer 41 is at least one of a group consisting of SiO 2 , Si x O y , Si 3 N 4 , Si x N y , SiO x N y , Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like. Can be selected and formed.
  • the light emitting device 100 may include a barrier layer 21.
  • the barrier layer 21 may be disposed outside the reflective layer 17.
  • the barrier layer 21 may be formed of a metal.
  • the barrier layer 21 may be disposed in a region not overlapping with the reflective layer 17 in the lower region of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 21 may be disposed outside the first contact layer 15.
  • the barrier layer 21 may be disposed in a region not overlapping with the first contact layer 15 in the lower region of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 21 may be disposed along an outer circumference of the reflective layer 17.
  • the barrier layer 21 may be adjacent to the sidewall of the light emitting structure 10 and disposed along a circumference of the bottom surface of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 21 may have a continuous loop shape, a ring shape, or a frame shape, but is not limited thereto.
  • the barrier layer 21 may prevent moisture from penetrating from the outside.
  • the barrier layer 21 may be disposed outside the reflective layer 17 to block migration of the material constituting the reflective layer 17 or the reflective layer 17.
  • the moving direction of the reflective layer 17 or the material constituting the reflective layer 17 may be an outer direction of the light emitting structure 10 or a moisture penetration direction. Accordingly, the light emitting device having the barrier layer 21 can prevent a problem of deterioration of reliability due to moisture and can prevent a decrease in light output.
  • the barrier layer 21 may be disposed between the reflective layer 17 and the protective layer 30.
  • the barrier layer 21 may be disposed between the lower surface of the light emitting structure 10 and the capping layer 35.
  • the barrier layer 21 may contact the upper surface of the capping layer 35 and the lower surface of the second semiconductor layer 13 in a region overlapping the light emitting structure 10 in the vertical direction. Accordingly, the barrier layer 21 may block the reflective layer 17 from moving outward at the interface between the light emitting structure 10 and the capping layer 35.
  • the barrier layer 21 may be disposed in the hole 31 disposed inside the protective layer 30.
  • the thickness D2 of the barrier layer 21 may be equal to or thicker than the thickness of the protective layer 30.
  • the contact area between the barrier layer 21 and the capping layer 35 may be reduced by the protective layer 30. As a result, the function of blocking the movement of the reflective layer 17 or the material constituting the reflective layer 17 may be degraded.
  • the width of the barrier layer 21 may be in a range of 2 ⁇ m or more, for example, 2.5 ⁇ m to 3.5 ⁇ m, for contacting the lower surface of the light emitting structure 10 and the capping layer 35.
  • the width D1 of the barrier layer 21 is smaller than the range, the contact area between the lower surface of the light emitting structure 10 and the upper surface of the capping layer 35 is reduced, so that the reflective layer 17 or the reflective layer 17 is reduced.
  • the effect of inhibiting the movement of the material constituting it may be low.
  • the width D1 of the barrier layer 21 exceeds the above range, a problem may occur in that the reflection area is reduced or the light loss is increased.
  • the barrier layer 21 may be formed of a metal material different from the first contact layer 15 and the reflective layer 17.
  • the barrier layer 21 may be, for example, at least one of Ni, Ti, Pt, Au, W, Al, or an alloy, and may be formed as a single layer or a multilayer.
  • the barrier layer 21 may be the same metal as the capping layer 35, but is not limited thereto.
  • the barrier layer 21 may electrically connect the second semiconductor layer 13 and the capping layer 35, but is not limited thereto. By blocking the movement of the reflective layer 17 or the material constituting the reflective layer 17 by the barrier layer 21, leakage current is generated by the movement of the reflective layer 17 or the movement of the material constituting the reflective layer 17. Can be blocked.
  • the outer region 17A of the reflective layer 17 may be adjacent to the barrier layer 21 and may be located inward of the outer region 15A of the first contact layer 15. Accordingly, the barrier layer 21 may increase the moving distance of the reflective layer 17 or the material constituting the reflective layer 17. The outer region 15A of the first contact layer 15 may extend further outward than the outer region 17A of the reflective layer 17, but is not limited thereto.
  • the second electrode layer 83 is a diffusion barrier layer 50 disposed below the insulating layer 41, a bonding layer 60 disposed below the diffusion barrier layer 50, and a bonding layer 60 disposed below the bonding layer 60. It may include a support member 70 of a conductive material. The second electrode layer 83 may be electrically connected to the first semiconductor layer 11. The second electrode layer 83 selectively includes one or two of the diffusion barrier layer 50, the bonding layer 60, and the support member 70, and the diffusion barrier layer 50 or the bonding layer. At least one of the 60 may not be formed. The support member 70 may be formed separately from the second electrode layer 83, but is not limited thereto.
  • the diffusion barrier layer 50 may include at least one of Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, and Mo, and may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the diffusion barrier layer 50 may function as a diffusion barrier layer between the insulating layer 41 and the bonding layer 60.
  • the diffusion barrier layer 50 may be electrically connected to the bonding layer 60 and the conductive support member 70, and may be electrically connected to the first semiconductor layer 11.
  • the diffusion barrier layer 50 may function to prevent a material included in the bonding layer 60 from diffusing toward the reflective layer 17 in a process in which the bonding layer 60 is provided.
  • the diffusion barrier layer 50 may prevent a material such as tin (Sn) included in the bonding layer 60 from affecting the reflective layer 17.
  • the bonding layer 60 includes a barrier metal or a bonding metal, and for example, at least one of Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd, or Ta. It may include and may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the support member 70 may support the light emitting structure 10 according to the embodiment and perform a heat dissipation function.
  • the bonding layer 60 may include a seed layer.
  • the support member 70 may be a metal or carrier substrate, for example, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W, or a semiconductor substrate implanted with impurities (eg, Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, etc.) may be formed of at least one, and may be formed in a single layer or multiple layers.
  • impurities eg, Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, etc.
  • impurities eg, Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, etc.
  • the second contact layer 33 is disposed inside the first semiconductor layer 11 and is in contact with the first semiconductor layer 11.
  • An upper surface of the second contact layer 33 may be disposed above the lower surface of the first semiconductor layer 11, electrically connected to the first semiconductor layer 11, and the active layer 12 and the second semiconductor. It is insulated from the layer 13.
  • the second contact layer 33 may be electrically connected to the second electrode layer 83.
  • the second contact layer 33 may be disposed through the active layer 12 and the second semiconductor layer 13.
  • the second contact layer 33 is disposed in a recess 2 disposed in the light emitting structure 10, and is formed in the active layer 12, the second semiconductor layer 13, and the protective layer 30. Insulated by The plurality of second contact layers 33 may be spaced apart from each other to diffuse current in the first semiconductor layer 11.
  • Each of the protrusions 16 may be disposed to overlap the second contact layer 33 in the vertical direction, thereby protecting the upper region of the recess 2.
  • the second contact layer 33 may be connected to the protrusion 51 of the second electrode layer 83, and the protrusion 51 may protrude from the diffusion barrier layer 50 or may be formed separately.
  • the protrusion 51 may penetrate through the hole 41A disposed in the insulating layer 41 and the protective layer 30, may be insulated from the first electrode layer 81, and may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the recess structure for the protrusion 51 in the light emitting structure 10 may be removed when the electrode is disposed on the first semiconductor layer 11, but is not limited thereto.
  • the second contact layer 33 may include, for example, at least one of Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, and Mo, and may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the protrusion 51 may include at least one of materials forming the diffusion barrier layer 50 and the bonding layer 60, but is not limited thereto.
  • the protrusion 51 may include at least one of Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd, or Ta.
  • the second electrode layer 83 may include the second contact layer 33 and the protrusion 51 connected thereto, but is not limited thereto.
  • the pad 92 may be electrically connected to the first electrode layer 81 and may be exposed to regions A1 and A2 outside the sidewall of the light emitting structure 10.
  • One or more pads 92 may be disposed, and the plurality of pads 92 may be spaced apart from each other as illustrated in FIG. 1.
  • the pad 92 may include, for example, at least one of Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, and Mo materials, and may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the passivation layer 95 may protect the surface of the light emitting structure 10, may insulate the pad 92 from the light emitting structure 10, and may be in contact with the periphery of the protective layer 30. Can be.
  • the passivation layer 95 may have a lower refractive index than the material of the semiconductor layer constituting the light emitting structure 10, and may improve light extraction efficiency.
  • the passivation layer 95 may be formed of, for example, oxide or nitride.
  • the passivation layer 95 may include at least Si0 2 , Si x O y , Si 3 N 4 , Si x N y , SiO x N y , Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like. One can be selected and formed. On the other hand, the passivation layer 95 may be omitted depending on the design.
  • the light emitting structure 10 may be driven by the first electrode layer 81 and the second electrode layer 83. That is, the light emitting device according to the embodiment may include a plurality of light emitting structures that can be individually driven in one device. In the exemplary embodiment, two light emitting structures are disposed on one light emitting device, but three or more light emitting structures may be disposed on one light emitting device and may be implemented to be driven separately.
  • the light emitting device having such a structure may be usefully applied to a lighting device of a vehicle, for example, a headlight or a taillight, as an example.
  • a phosphor layer (not shown) may be provided on the light emitting structure 10, and the phosphor layer may be formed to have a uniform thickness through, for example, conformal coating. It is not limited to this.
  • the light emitting device may include an optical lens, but is not limited thereto.
  • FIG. 5 is another example of a barrier layer of the light emitting device of FIG. 3.
  • the same parts as those described above will be referred to the description disclosed above.
  • the barrier layer 21 may include an uneven structure 21A on an upper surface thereof.
  • the uneven structure 21A may have a polygonal shape or a hemispherical shape such that a convex side cross section has a triangle or a square.
  • the convex portion of the uneven structure 21A may contact the lower surface of the light emitting structure 10, for example, the lower surface of the second semiconductor layer 13.
  • the recessed portion of the uneven structure 21 may be a portion 30A of the protective layer 30 is not limited thereto.
  • the lower surface of the barrier layer 21 may contact the upper surface of the capping layer 35.
  • the barrier layer 21 may block the movement of the reflective layer 17 or the material constituting the reflective layer 17. Accordingly, the light emitting device having the barrier layer 21 can provide an LED chip resistant to moisture resistance, can suppress the occurrence of movement of the material constituting the reflective layer 17 or the reflective layer 17 to block leakage current, and moisture It is possible to prevent the degradation of reliability due to penetration.
  • FIG. 6 is a side cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a second embodiment
  • FIG. 7 is a partially enlarged view of FIG. 6.
  • the light emitting device includes a light emitting structure 10 having a plurality of semiconductor layers 11, 12, and 13, a barrier layer 23 under the light emitting structure 10, and the light emitting structure 10. ) And a first electrode layer 81 having a reflective layer 17 disposed inside the barrier layer 23, a second electrode layer 83 below the first electrode layer 81, and the first electrode. And an insulating layer 41 and a pad 92 between the second electrode layers 81 and 83.
  • the light emitting structure 10 may include a first semiconductor layer 11, an active layer 12, and a second semiconductor layer 13.
  • the active layer 12 may be disposed between the first semiconductor layer 11 and the second semiconductor layer 13.
  • the active layer 12 may be disposed under the first semiconductor layer 11, and the second semiconductor layer 13 may be disposed under the active layer 12.
  • the first electrode layer 81 may be electrically connected to the second semiconductor layer 13, and the second electrode layer 83 may be electrically connected to the first semiconductor layer 11. At least one or both of the first and second electrode layers 81 and 83 may be disposed under the light emitting structure 10.
  • the second electrode layer 83 may have a second contact layer 33 in the first semiconductor layer 11 and be disposed under the light emitting structure 10.
  • One of the first and second electrode layers 81 and 83 may include a support member 70 supporting the light emitting device, and the support member 70 may be an electrically conductive support member.
  • the support member 70 may be included in or configured separately from any one of the electrode layers 81 and 83, but is not limited thereto.
  • the first electrode layer 81 is disposed between the light emitting structure 10 and the second electrode layer 83, and is electrically connected to the second semiconductor layer 13 of the light emitting structure 10. It is electrically insulated from the second electrode layer 83.
  • the first electrode layer 81 may include a first contact layer 15, a reflective layer 17, and a capping layer 35.
  • the first electrode layer 81 may include a barrier layer 23.
  • the first contact layer 15 is disposed between the reflective layer 17 and the second semiconductor layer 13, and the reflective layer 17 is disposed between the first contact layer 15 and the capping layer 35. Is placed.
  • the first contact layer 15, the reflective layer 17, and the capping layer 35 may be formed of different conductive materials, but are not limited thereto.
  • the reflective layer 17 may be formed of a metal different from the capping layer 35 and the barrier layer 23.
  • the reflective layer 17 may be electrically connected to the first contact layer 15 and the capping layer 35.
  • the reflective layer 17 may function to increase the amount of light extracted to the outside by reflecting light incident from the light emitting structure 10.
  • the reflective layer 17 may be formed of a metal having a light reflectance of 70% or more.
  • the reflective layer 17 may be formed of a metal or an alloy including at least one of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, and Hf.
  • the reflective layer 17 may be formed of indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), indium-zinc-tin-oxide (IZTO), and indium-aluminum-zinc- (AZO).
  • Transmissive conductive materials such as Oxide), Indium-Gallium-Zinc-Oxide (IGZO), Indium-Gallium-Tin-Oxide (IGTO), Aluminum-Zinc-Oxide (AZO), and Antimony-Tin-Oxide (ATO) It can be formed in multiple layers.
  • the reflective layer 17 may include at least one of Ag, Al, Ag-Pd-Cu alloy, or Ag-Cu alloy.
  • the reflective layer 17 may be formed by alternately forming an Ag layer and a Ni layer, and may include a Ni / Ag / Ni, Ti layer, or Pt layer.
  • the first contact layer 15 may be formed below the reflective layer 17, and at least a portion thereof may pass through the reflective layer 17 to be in contact with the second semiconductor layer 13.
  • the reflective layer 17 may be disposed under the first contact layer 15, and a portion of the reflective layer 17 may contact the second semiconductor layer 13 by passing through the first contact layer 15. .
  • the reflective layer 17 may include a material causing migration, for example, a metal.
  • the reflective layer 17 may be a metal causing movement by electrolyte ions.
  • the light emitting device may include a capping layer 35 under the reflective layer 17.
  • the capping layer 35 may contact the bottom surface of the reflective layer 17.
  • the capping layer 35 may include a contact portion 34 in which a pad 92 is disposed on a portion of an outer portion of the capping layer 35.
  • the capping layer 35 may be a wiring layer transferring power supplied from the pad 92, but is not limited thereto.
  • the protective layer 30 may be disposed on the bottom surface of the light emitting structure 10, may be in contact with the bottom surface of the second semiconductor layer 13 and the first contact layer 15, and may be in contact with the reflective layer 17. Can be.
  • An inner part of the protective layer 30 overlapping the light emitting structure 10 in the vertical direction may be disposed to overlap the area of the protrusion 16 in the vertical direction.
  • the outer portion of the protective layer 30 extends over the contact portion 34 of the capping layer 35 and is disposed to overlap the contact portion 34 and the outer portion of the capping layer 35 in a vertical direction.
  • the light emitting device may include an insulating layer 41 below the first electrode layer 81 and above the second electrode layer 83.
  • the insulating layer 41 is disposed between the first electrode layer 81 and the second electrode layer 83 to electrically insulate the first electrode layer 81 from the second electrode layer 83.
  • the insulating layer 41 may contact the lower surface of the first electrode layer 81 and the upper surface of the second electrode layer 83.
  • An upper portion of the insulating layer 41 may contact the protective layer 30, and may be disposed to overlap the protrusion 16 in a vertical direction.
  • the barrier layer 23 may be disposed outside the reflective layer 17.
  • the barrier layer 23 may be disposed in a region not overlapping with the reflective layer 17 in the lower region of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 23 may be disposed under the first contact layer 15.
  • the barrier layer 23 may be disposed in a region overlapping the first contact layer 15 in a vertical direction in the lower region of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 23 may be disposed along an outer circumference of the reflective layer 17.
  • the barrier layer 23 may be disposed closer to the sidewall of the light emitting structure 10 than the reflective layer 17 and may be disposed along the side circumference of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 23 may have a continuous loop shape, a ring shape, or a frame shape, but is not limited thereto.
  • the barrier layer 23 may prevent moisture from penetrating from the outside.
  • the barrier layer 23 may be disposed outside the reflective layer 17 to block migration of the reflective layer 17 or a material constituting the reflective layer 17.
  • the direction of movement of the reflective layer 17 or the material constituting the reflective layer 17 may be an outer direction of the light emitting structure 10 or a moisture penetration direction. Accordingly, the light emitting device having the barrier layer 23 can prevent a problem of deterioration of reliability due to moisture and can prevent a decrease in light output.
  • the barrier layer 23 may be disposed between the first contact layer 15 and the capping layer 35.
  • the barrier layer 23 may contact the upper surface of the capping layer 35 and the lower surface of the first contact layer 15 in a region overlapping with the light emitting structure 10 in the vertical direction. Accordingly, in the barrier layer 23, the material constituting the reflective layer 17 or the reflective layer 17 moves outward at the interface between the first contact layer 15 and the capping layer 35. Can be blocked.
  • the thickness D3 of the barrier layer 23 may be thicker than the thickness of the first contact layer 15 and the reflective layer 17.
  • the contact area between the barrier layer 23 and the capping layer 35 may be reduced, so that the reflective layer 17 or the reflective layer is reduced.
  • the function of blocking the movement of the material constituting (17) may be degraded.
  • the barrier layer 23 may have a width of 2 ⁇ m or more, for example, 2.5 ⁇ m to 3.5 ⁇ m.
  • the width of the barrier layer 23 is smaller than the range, the contact area with the capping layer 35 may be reduced, and thus the effect of suppressing the movement of the material constituting the reflective layer 17 or the reflective layer 17 may be low.
  • the width of the barrier layer 23 exceeds the range, a problem may occur in that the reflection area is reduced or the light loss is increased.
  • the barrier layer 23 may be formed of a material different from the first contact layer 15 and the reflective layer 17, and may be, for example, at least one of Ni, Ti, Pt, Au, W, and Al, or an alloy. It may be formed in a single layer or multiple layers. When the barrier layer 23 is applied to, for example, Au or Al, the barrier layer 23 may prevent the movement of the reflective layer 17 or the material constituting the reflective layer 17, double the moisture barrier, and decrease the reflectance.
  • the barrier layer 23 may include a metal having a lower reflectance than the metal constituting the reflective layer 17.
  • the barrier layer 23 may be the same metal as the capping layer 35, but is not limited thereto.
  • the barrier layer 22 may electrically connect the first contact layer 15 and the capping layer 35, but is not limited thereto. By blocking the movement of the material constituting the reflective layer 17 or the reflective layer 17 by the barrier layer 23, it is possible to block leakage current caused by the movement of the material constituting the reflective layer 17 or the reflective layer 17. have.
  • the second electrode layer 83 is a diffusion barrier layer 50 disposed below the insulating layer 41, a bonding layer 60 disposed below the diffusion barrier layer 50, and a bonding layer 60 disposed below the bonding layer 60. It may include a support member 70 of a conductive material. The second electrode layer 83 may be electrically connected to the first semiconductor layer 11. The second electrode layer 83 selectively includes one or two of the diffusion barrier layer 50, the bonding layer 60, and the support member 70, and the diffusion barrier layer 50 or the bonding layer. At least one of the 60 may not be formed. The support member 70 may be formed separately from the second electrode layer 83, but is not limited thereto.
  • the diffusion barrier layer 50 may function as a diffusion barrier layer between the insulating layer 41 and the bonding layer 60.
  • the diffusion barrier layer 50 may be electrically connected to the bonding layer 60 and the conductive support member 70, and may be electrically connected to the first semiconductor layer 11.
  • the support member 70 may support the light emitting structure 10 according to the embodiment and perform a heat dissipation function.
  • the second contact layer 33 is disposed inside the first semiconductor layer 11 and electrically connected to the first semiconductor layer 11, and the active layer 12 and the second semiconductor layer 13 are formed. It is insulated with.
  • the second contact layer 33 may be electrically connected to the second electrode layer 83.
  • the second electrode layer 83 may include the second contact layer 33 and the protrusion 51 connected thereto, but is not limited thereto.
  • the passivation layer 95 may protect the surface of the light emitting structure 10, may insulate the pad 91 from the light emitting structure 10, and may be in contact with the periphery of the protective layer 30. Can be.
  • the passivation layer 95 has a lower refractive index than the material of the semiconductor layer constituting the light emitting structure 10, and may improve light extraction efficiency.
  • FIG. 8 is another example of a barrier layer in the light emitting device of FIG. 7.
  • the barrier layer 23 may be disposed between the first contact layer 15 and the capping layer 35 and may include an uneven structure on at least one of an upper surface and a lower surface.
  • the barrier layer 23 may include a concave-convex structure 23A on a lower surface thereof, and an upper portion of the capping layer 35 may be coupled to the concave-convex structure 23A in a concave-convex structure. Accordingly, the interface moving distance between the barrier layer 23 and the capping layer 35 may be lengthened by the uneven structure 23A. Movement of the material constituting the reflective layer 17 or the reflective layer 17 may be blocked by the uneven structure 23A of the barrier layer 23. For example, the lower surface uneven structure 23A of the barrier layer 23 moves between the lower surface of the barrier layer 23 and the upper surface of the capping layer 35 to move the material constituting the reflective layer 17 or the reflective layer 17. You can effectively block yourself from becoming.
  • FIG. 9 is a side sectional view showing a light emitting device according to the third embodiment.
  • the same configuration as that of the first and second embodiments will be described with reference to the description of the first and second embodiments.
  • the light emitting device includes a light emitting structure 10 having a plurality of semiconductor layers 11, 12, and 13, barrier layers 21 and 23 under the light emitting structure 10, and the light emitting structure 10.
  • An insulating layer 41 and a pad 92 may be included between the first and second electrode layers 81 and 83.
  • the barrier layers 21 and 23 may be disposed at different positions below the light emitting structure 10.
  • the barrier layers 21 and 23 may include a plurality of layers, for example, a first barrier layer 21 and a second barrier layer 23.
  • the first barrier layer 21 is the barrier layer disclosed in FIG. 2, and is described with the same reference numerals, and a description thereof will be made with reference to the description of the first embodiment.
  • the second barrier layer 23 is the barrier layer disclosed in FIG. 6, and is described with the same reference numerals, and a detailed description thereof will be described with reference to the description of the second embodiment.
  • the first and second barrier layers 21 and 23 may be disposed along the outer circumference of the reflective layer 17.
  • the first barrier layer 21 may be adjacent to the sidewall of the light emitting structure 10 and may be disposed along the circumference of the side surface of the light emitting structure 10.
  • the first barrier layer 21 may have a continuous loop shape, a ring shape, or a frame shape, but is not limited thereto.
  • the second barrier layer 23 may be disposed outside the reflective layer 17.
  • the second barrier layer 23 may be disposed in a region not overlapping with the reflective layer 17 in the lower region of the light emitting structure 10.
  • the second barrier layer 23 may be disposed under the first contact layer 15.
  • the second barrier layer 23 may be disposed in a region overlapping with the first contact layer 15 in a vertical direction in the lower region of the light emitting structure 10.
  • the first and second barrier layers 21 and 23 may be spaced apart from each other, and a portion of the first contact layer 15 may be disposed between the first and second barrier layers 21 and 23.
  • the first and second barrier layers 21 and 23 may prevent moisture from penetrating from the outside.
  • the first and second barrier layers 21 and 23 may be disposed outside the reflective layer 17 to block migration of materials constituting the reflective layer 17 or the reflective layer 17. Accordingly, the light emitting device having the barrier layers 21 and 23 can prevent a problem of deterioration of reliability due to moisture and can prevent a decrease in light output.
  • FIG. 10 is a view showing a light emitting device according to a fourth embodiment.
  • the same configuration as that of the first and second embodiments will be described with reference to the description of the first and second embodiments.
  • the light emitting device includes a light emitting structure 10 having a plurality of semiconductor layers 11, 12, and 13, a barrier layer 21 under the light emitting structure 10, and a light emitting structure 10 of the light emitting structure 10.
  • a first electrode layer 170 having a reflective layer 167 disposed below the barrier layer 21 and disposed below, and a second electrode layer 92A on the light emitting structure 10 may be included.
  • the second electrode layer 92A may be electrically connected to the first semiconductor layer 11 of the light emitting structure 10 and may be disposed on an upper surface of the first semiconductor layer 11.
  • the second electrode layer 92A may include a pad and an arm electrode or a bridge electrode branched from the pad, but are not limited thereto.
  • the first electrode layer 170 may include a first contact layer 165, a reflective layer 167, and a capping layer 169.
  • the first electrode layer 170 may include a barrier layer 21.
  • the first contact layer 165 is disposed between the reflective layer 167 and the second semiconductor layer 13, and the reflective layer 167 is disposed between the first contact layer 165 and the capping layer 169. Is placed.
  • a passivation layer 95 may be formed on a surface of the light emitting structure 10, and a portion of the passivation layer 95 may be disposed on the passivation layer 130.
  • the protective layer 130 may be disposed around an outer surface of the lower surface of the light emitting structure 10 and may be disposed between the capping layer 169 of the first electrode layer 170 and the lower surface of the light emitting structure 10. An outer portion of the protective layer 130 may be disposed outside the sidewall of the light emitting structure 10.
  • the material of the protective layer 130 may be the same as the material of the protective layer disclosed in the first embodiment.
  • the protective layer 130 may include a hole 131, and a barrier layer 21 may be disposed in the hole 131.
  • the barrier layer 21 may be disposed between the light emitting structure 10 and the capping layer 169.
  • the barrier layer 21 may contact the bottom surface of the second semiconductor layer 13 and the top surface of the capping layer 169.
  • the barrier layer 21 may be disposed outside the reflective layer 167.
  • the barrier layer 21 may be disposed in a region not overlapping with the reflective layer 167 in the lower region of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 21 may be disposed outside the first contact layer 165.
  • the barrier layer 21 may be disposed in a region not overlapping with the first contact layer 165 in the lower region of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 21 may be disposed adjacent to the sidewall of the light emitting structure 10 along the outer circumference of the reflective layer 167.
  • the barrier layer 21 may have a continuous loop shape, a ring shape, or a frame shape, but is not limited thereto.
  • the barrier layer 21 may prevent moisture from penetrating from the outside.
  • the barrier layer 21 may be disposed outside the reflective layer 167 to block migration of the material constituting the reflective layer 167 or the reflective layer 167.
  • the moving direction of the reflective layer 167 may be an outer direction of the light emitting structure 10 or a moisture penetration direction. Accordingly, the light emitting device having the barrier layer 21 can prevent a problem of deterioration of reliability due to moisture and can prevent a decrease in light output.
  • the barrier layer 21 may be formed of a material different from the first contact layer 165 and the reflective layer 167, and may be, for example, at least one of Ni, Ti, Pt, Au, W, and Al, or an alloy. It may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the barrier layer 21 may be the same metal as the capping layer 169, but is not limited thereto.
  • the barrier layer 21 may electrically connect the second semiconductor layer 13 and the capping layer 169, but is not limited thereto. By blocking the movement of the material constituting the reflective layer 167 or the reflective layer 17 by the barrier layer 21, the leakage current caused by the movement of the material constituting the reflective layer 167 or the reflective layer 17 may be blocked. have.
  • the second electrode layer 170 may include a support member 173.
  • the support member 173 is a conductive member and may be in contact with or electrically connected to the capping layer 169.
  • the support member 173 may be a metal or carrier substrate, for example, a Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W, or a semiconductor substrate implanted with impurities (eg, Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, etc.) may be formed of at least one.
  • the second electrode layer 170 may include at least one or both of the diffusion barrier layer and the bonding layer disclosed in the embodiment between the capping layer 169 and the support member 173, but is not limited thereto.
  • the current blocking layer 161 may be disposed between the first contact layer 165 and the bottom surface of the light emitting structure 10, for example, the bottom surface of the second semiconductor layer 13.
  • the current blocking layer 161 may be disposed to overlap the region of the second electrode layer 92A in a vertical direction.
  • the current blocking layer 161 may block a current supplied to the first electrode layer 170 to diffuse the current.
  • the current blocking layer 161 may be formed of an insulating material or the same material as the protective layer 130, but is not limited thereto.
  • the current blocking layer 161 may be a metal material, but is not limited thereto.
  • FIG. 11 is a side sectional view showing a light emitting device according to a fifth embodiment.
  • the same configuration as the above-described embodiment will be referred to the description above.
  • the light emitting device includes a light emitting structure 10 having a plurality of semiconductor layers 11, 12, and 13, a barrier layer 23 under the light emitting structure 10, and a bottom of the light emitting structure 10.
  • the first electrode layer 170 may include a first electrode layer 170 having a reflective layer 167 disposed inside the barrier layer 23, and a second electrode layer 92A on the light emitting structure 10.
  • the first electrode layer 170 may include a first contact layer 165, a reflective layer 167, and a capping layer 169.
  • the first electrode layer 170 may include a barrier layer 23.
  • the first contact layer 165 is disposed between the reflective layer 167 and the second semiconductor layer 13, and the reflective layer 167 is disposed between the first contact layer 165 and the capping layer 169. Is placed.
  • the reflective layer 167 may include a material or a metal that causes migration.
  • the reflective layer 167 may be a metal causing movement by electrolyte ions.
  • the protective layer 163 may be disposed on the bottom surface of the light emitting structure 10, may be in contact with the bottom surface of the second semiconductor layer 13 and the first contact layer 165, and may be spaced apart from the reflective layer 167. Can be.
  • the barrier layer 23 may be disposed outside the reflective layer 167.
  • the barrier layer 23 may be disposed in a region not overlapping with the reflective layer 167 in the lower region of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 23 may be disposed under the first contact layer 165.
  • the barrier layer 23 may be disposed in a region overlapping the first contact layer 165 in a vertical direction in the lower region of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 23 may be disposed along an outer circumference of the reflective layer 167.
  • the barrier layer 23 may be disposed closer to the sidewall of the light emitting structure 10 than the reflective layer 167 and disposed along the side circumference of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 23 may have a continuous loop shape, a ring shape, or a frame shape, but is not limited thereto.
  • the barrier layer 23 may prevent moisture from penetrating from the outside.
  • the barrier layer 23 may be disposed outside the reflective layer 167 to block migration of the material constituting the reflective layer 167 or the reflective layer 17.
  • the moving direction of the material constituting the reflective layer 167 or the reflective layer 17 may be an outer direction of the light emitting structure 10 or a moisture penetration direction. Accordingly, the light emitting device having the barrier layer 23 can prevent a problem of deterioration of reliability due to moisture and can prevent a decrease in light output.
  • the barrier layer 23 may be disposed between the first contact layer 165 and the capping layer 169.
  • the barrier layer 23 may contact the upper surface of the capping layer 169 and the lower surface of the first contact layer 165 in a region overlapping the light emitting structure 10 in the vertical direction. Accordingly, the barrier layer 23 may block the reflective layer 167 from moving outward at the interface between the first contact layer 165 and the capping layer 169.
  • the barrier layer 23 may be thicker than the thickness of the reflective layer 167 so that the lower portion may protrude in the direction of the capping layer 169. Accordingly, when the lower portion of the barrier layer 23 is in contact with the capping layer 169, the contact area with the capping layer 169 may increase due to the protruding structure.
  • the barrier layer 23 can suppress the movement of the material constituting the reflective layer 167 or the reflective layer 17.
  • the barrier layer 23 may be formed of a material different from the first contact layer 165 and the reflective layer 167, and may be, for example, at least one of Ni, Ti, Pt, Au, W, and Al, or an alloy. It may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the barrier layer 23 may be the same metal as the capping layer 169, but is not limited thereto.
  • an uneven structure may be included in at least one of the upper and lower surfaces of the barrier layers 21 and 23 of the light emitting device, but is not limited thereto.
  • FIGS. 12 to 20 A method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 20.
  • a plurality of semiconductor layers may be formed on the substrate 5, for example, the first semiconductor layer 11, the active layer 12, and the second semiconductor layer 13.
  • the first semiconductor layer 11, the active layer 12, and the second semiconductor layer 13 may be defined as a light emitting structure 10.
  • the substrate 5 may include at least one of conductive, insulating, transparent materials, and non-transparent materials.
  • it may be formed of at least one of sapphire substrate (Al 2 O 3 ), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, but is not limited thereto.
  • the semiconductor layer grown on the substrate 5 may be, for example, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), a chemical vapor deposition (CVD), or a plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Deposition), Molecular Beam Epitaxy (MBE), Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE), etc. may be formed using, but is not limited thereto.
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-enhanced chemical vapor deposition
  • Deposition Molecular Beam Epitaxy (MBE), Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE), etc.
  • MBE Molecular Beam Epitaxy
  • HVPE Hydride Vapor Phase Epitaxy
  • a semiconductor layer such as a buffer layer or an unintentionally doped semiconductor layer, may be further formed between the first semiconductor layer 11 and the substrate 5.
  • the first semiconductor layer 11 is formed of an n-type semiconductor layer in which an n-type dopant is added as a first conductivity type dopant
  • the second semiconductor layer 13 is formed of a p-type dopant added as a second conductivity type dopant. It may be formed of a p-type semiconductor layer.
  • the first semiconductor layer 11 may be formed of a p-type semiconductor layer
  • the second semiconductor layer 13 may be formed of an n-type semiconductor layer. At least one or both of the first semiconductor layer 11 and the second semiconductor layer 13 may be formed in multiple layers.
  • the active layer 12 is of a semiconductor material having a compositional formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1) Can be formed.
  • the active layer 12 may be formed by stacking a plurality of well layers and a plurality of barrier layers, for example, at intervals of an InGaN well layer / GaN barrier layer. Can be formed.
  • the first semiconductor layer 11 may include a p-type semiconductor layer and the second semiconductor layer 13 may include an n-type semiconductor layer.
  • a semiconductor layer including an n-type or p-type semiconductor layer may be further formed on the second semiconductor layer 13.
  • the light emitting structure 10 may be formed of an np, pn, npn, and pnp junction structure. It may have at least one.
  • the doping concentrations of the impurities in the first semiconductor layer 11 and the second semiconductor layer 13 may be uniformly or non-uniformly formed. That is, the structure of the light emitting structure 10 may be formed in various ways, but is not limited thereto.
  • a first conductivity type InGaN / GaN superlattice structure or an InGaN / InGaN superlattice structure may be formed between the first semiconductor layer 11 and the active layer 12.
  • a second conductive AlGaN layer may be formed between the second semiconductor layer 13 and the active layer 12.
  • a plurality of recesses 2 may be formed in the light emitting structure 10.
  • the plurality of recesses 2 may be formed to have a depth lower than the bottom surfaces of the second semiconductor layer 13 and the active layer 12.
  • a protective layer 30, a protective layer 30, a first contact layer 15, and a second contact layer 33 may be formed on the light emitting structure 10.
  • the protective layer 30 may be formed on an upper surface of the second semiconductor layer 13 and inside the recess 2. When the portion of the protective layer 30 is etched by an etching process, the first and second layers may be etched. Contact layers 15 and 33 may be formed.
  • the protective layer 30 may be made of an insulating material.
  • the protective layer 30 may be formed of oxide or nitride.
  • the protective layer 30 is at least one in the group consisting of SiO 2 , Si x O y , Si 3 N 4 , Si x N y , SiO x N y , Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like. Can be selected and formed.
  • the first contact layer 15 and the second contact layer 33 may be deposited, for example, with a transparent conductive oxide film.
  • the first contact layer 15 and the second contact layer 33 are, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), aluminum zinc oxide (AZO), aluminum gallium zinc oxide (AGZO), or IZTO.
  • IZO Nitride It may be formed of at least one material independently selected from ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti.
  • a barrier layer 21 may be formed in the protective layer 30.
  • the barrier layer 21 may be formed by deposition or plating in a region where the protective layer 30 is removed, but is not limited thereto.
  • the barrier layer 21 may be disposed outside the first contact layer 15.
  • the barrier layer 21 may be disposed in an area of the upper surface of the light emitting structure 10 that does not overlap with the first contact layer 15 in the vertical direction.
  • the barrier layer 21 may be formed before the formation of the protective layer 30, or may be formed in the hole 31 after forming the hole 31 in the protective layer 30, but is not limited thereto. .
  • the barrier layer 21 may be adjacent to a sidewall of the light emitting structure 10 and may be disposed along a top circumference of the light emitting structure 10.
  • the barrier layer 21 may have a continuous loop shape, a ring shape, or a frame shape, but is not limited thereto.
  • the barrier layer 21 may prevent moisture from penetrating from the outside.
  • the reflective layer 17 is formed on the first contact layer 15 and the protective layer 30.
  • the reflective layer 17 may be formed of a material having a high reflectance.
  • the reflective layer 17 may be formed of a metal or an alloy including at least one independently selected from Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, and Hf.
  • the reflective layer 17 may be formed by a deposition process or a plating process.
  • the barrier layer 21 may be disposed outside the reflective layer 17 to block migration of the material constituting the reflective layer 17 or the reflective layer 17 after manufacturing the light emitting device.
  • the moving direction of the reflective layer 17 may be an outer direction of the light emitting structure 10 or a moisture penetration direction. Accordingly, the light emitting device having the barrier layer 21 can prevent a problem of deterioration of reliability due to moisture and can prevent a decrease in light output.
  • a capping layer 35 is deposited on the reflective layer 17 and the protective layer 30, and a portion of the capping layer 35 is formed on an outer portion of the protective layer 30. Is placed on.
  • An insulating layer 41 may be formed on the protective layer 30, the reflective layer 17, and the capping layer 35.
  • a hole 41A is formed in the insulating layer 41 to open the second contact layer 33.
  • a diffusion barrier layer 50 and a bonding layer 60 are formed on the insulating layer 41, and the diffusion barrier layer 50 is a protrusion 51 in which the second contact layer 33 contacts the hole 41A. ) May be provided.
  • the protrusion 51 may be formed by forming a separate hole after the formation of the diffusion barrier layer 50, but is not limited thereto.
  • the conductive support member 70 may be plated, deposited, or attached on the bonding layer 60.
  • the substrate 5 is removed from the first semiconductor layer 11.
  • the substrate 5 may be removed by a laser lift off (LLO) process.
  • LLO is a process of irradiating a lower surface of the substrate 5 to peel the substrate 5 and the first semiconductor layer 11 from each other.
  • an etching is performed to etch the side surface of the light emitting structure 10, and a portion of the protective layer 30 is exposed. It becomes possible.
  • the isolation etching may be performed by dry etching such as, for example, an inductively coupled plasma (ICP), but is not limited thereto. By the isolation etching, adjacent light emitting structures 10 may be separated from each other.
  • ICP inductively coupled plasma
  • the first semiconductor layer 11 of the light emitting structure 10 may be etched to form a protrusion 16 protruding to a predetermined height (T1).
  • the protrusion 16 may be a semiconductor layer of the first conductive type or an undoped semiconductor layer, but is not limited thereto. The protrusion 16 can be removed.
  • the light emitting structure 10 may include a first semiconductor layer 11 of a first conductivity type, an active layer 12, and a second semiconductor layer 13 of a second conductivity type.
  • an uneven structure 11A may be formed on an upper surface of the light emitting structure 10.
  • the uneven structure 11A provided in the light emitting structure 10 may be formed by a PEC (Photo Electro Chemical) etching process as an example. Accordingly, according to the embodiment, it is possible to increase the external light extraction effect.
  • a portion of the protective layer 30 is etched outside the sidewall of the light emitting structure 10 to expose a region of the capping layer 35. Thereafter, the pad 92 is formed on the exposed area of the capping layer 35. Accordingly, the pad 92 may be electrically connected to the capping layer 35.
  • a passivation layer 95 may be formed on the surface of the light emitting structure 10 and around the pad 92.
  • the passivation layer 95 may protect the light emitting structure 10.
  • the passivation layer 95 may insulate the pad 92 from the light emitting structure 10.
  • the passivation layer 95 may be formed of, for example, oxide or nitride.
  • the passivation layer 95 is at least in the group consisting of SiO 2 , Si x O y , Si 3 N 4 , Si x N y , SiO x N y , Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like. One can be selected and formed. On the other hand, the passivation layer 95 may be omitted depending on the design.
  • a phosphor layer (not shown) may be formed on the light emitting structure 10.
  • the manufacturing process described above is described as an example, and the manufacturing process may be variously modified according to design and purpose.
  • the light emitting device may include a plurality of light emitting structures that can be individually driven in one device.
  • the embodiment has been described based on the case where one light emitting structure is disposed in one light emitting device, but two or more light emitting structures may be arranged in one light emitting device and may be implemented to be driven separately.
  • the light emitting device as described above may be mounted on a board after being packaged or mounted on a board.
  • a light emitting device package or a light emitting module having the light emitting device of the above-described embodiment (s) will be described.
  • 21 is a cross-sectional view of a light emitting device package having a light emitting device according to the embodiment.
  • the light emitting device package 500 may include a body 515, a plurality of lead frames 521 and 523 disposed on the body 515, and a plurality of lead frames disposed on the body 515.
  • a light emitting device 100 according to an embodiment electrically connected to the 521 and 523, and a molding member 531 surrounding the light emitting device 100.
  • the body 515 may be formed of a conductive substrate such as silicon, a synthetic resin material such as polyphthalamide (PPA), a ceramic substrate, an insulating substrate, or a metal substrate (eg, MCPCB-Metal core PCB).
  • the body 515 may have an inclined surface formed by a cavity 517 around the light emitting device 100.
  • the outer surface of the body 515 may be formed while having a vertical or inclined.
  • the body 515 may include a reflector 513 having a concave cavity 517 having an open upper portion, and a support 511 supporting the reflector 513, but is not limited thereto.
  • Lead frames 521 and 523 and the light emitting device 100 are disposed in the cavity 517 of the body 515.
  • the lead frames 521 and 523 include a first lead frame 521 and a second lead frame 523 spaced apart from each other on the bottom of the cavity 517.
  • the light emitting device 100 may be disposed on the second lead frame 523 and may be connected to the first lead frame 521 by a connection member 503.
  • the first lead frame 521 and the second lead frame 523 are electrically separated from each other, and provide power to the light emitting device 100.
  • the connection member 503 may include a wire.
  • the first lead frame 521 and the second lead frame 523 may increase light efficiency by reflecting light generated from the light emitting device 100.
  • first and second lead frames 521 and 523 may serve to discharge heat generated from the light emitting device 100 to the outside.
  • the lead part 522 of the first lead frame 521 and the lead part 524 of the second lead frame 523 may be disposed on the bottom surface of the body 515.
  • the first and second lead frames 521 and 523 may be formed of a metal material, for example, titanium (Ti), copper (Cu), nickel (Ni), gold (Au), chromium (Cr), tantalum (Ta), It may include at least one of platinum (Pt), tin (Sn), silver (Ag), phosphorus (P).
  • the first and second lead frames 521 and 523 may be formed to have a single layer or a multilayer structure, but are not limited thereto.
  • the molding member 531 may include a resin material such as silicon or epoxy, and may surround the light emitting device 100 to protect the light emitting device 100.
  • the molding member 531 may include a phosphor to change the wavelength of the light emitted from the light emitting device 100.
  • the phosphor may be selectively formed among YAG, TAG, Silicate, Nitride, and Oxy-nitride-based materials.
  • the phosphor includes at least one of a red phosphor, a yellow phosphor, and a green phosphor.
  • the molding member 531 may be formed in a flat, concave or convex shape.
  • a lens may be disposed on the molding member 531, and the lens may be implemented to be in contact with or not in contact with the molding member 531.
  • the lens may have a concave or convex shape.
  • the molding member 531 may have an upper surface flat, convex, or concave, but is not limited thereto.
  • a plurality of light emitting devices or light emitting device packages may be arranged on a substrate, and an optical member such as a lens, a light guide plate, a prism sheet, and a diffusion sheet may be disposed on an optical path of the light emitting device package.
  • the light emitting device package, the substrate, and the optical member may function as a light unit.
  • the light unit may be implemented in a top view or a side view type, and may be provided in a display device such as a portable terminal and a notebook computer, or may be variously applied to an illumination device and a pointing device.
  • Yet another embodiment may be implemented as a lighting device including the light emitting device or the light emitting device package described in the above embodiments.
  • the lighting device may include a lamp, a street lamp, a signboard, a headlamp.
  • the light emitting device and the light emitting device package having the same according to the embodiment may be used in an environment resistant to moisture.
  • the light emitting device and the light emitting device package having the same according to the embodiment may be used as a moisture resistant light source.
  • the light emitting device may be used in a display device, a vehicle lamp, and various lighting devices.

Abstract

실시 예에 개시된 발광소자는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 발광구조물 아래에 배치된 제1접촉층; 상기 제1접촉층 아래에 배치된 반사층; 및 상기 반사층 아래에 배치된 캡핑층을 포함하는 제1전극층; 상기 제1반도체층에 전기적으로 연결된 제2전극층; 상기 캡핑층과 상기 발광 구조물 사이의 외측 둘레에 배치된 보호층; 상기 반사층의 외측에 상기 반사층과 다른 금속의 베리어층; 및 상기 캡핑층 아래에 배치된 지지 부재를 포함한다.

Description

발광소자 및 이를 구비한 발광 소자 패키지
실시 예는 발광소자에 관한 것이다.
실시 예는 발광 소자를 갖는 발광소자 패키지 및 라이트 유닛에 관한 것이다.
발광소자의 하나로서 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)가 많이 사용되고 있다. 발광 다이오드는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선, 자외선과 같은 빛의 형태로 변환한다.
발광소자의 광 효율이 증가됨에 따라 표시장치, 차량용 램프, 각 종 조명기기를 비롯한 다양한 분야에 발광소자가 적용되고 있다.
실시 예는 발광 구조물 및 상기 발광 구조물 아래에 반사층을 갖는 구조에서 상기 반사층의 외측 둘레에 베리어층을 갖는 발광소자를 제공한다.
실시 예는 발광 구조물의 하부 둘레에 반사층 또는 반사층을 구성하는 물질의 이동을 차단하기 위한 베리어층을 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지 및 라이트 유닛을 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 발광구조물 아래에 배치된 제1접촉층; 상기 제1접촉층 아래에 배치된 반사층; 및 상기 반사층 아래에 배치된 캡핑층을 포함하는 제1전극층; 상기 제1반도체층에 전기적으로 연결된 제2전극층; 상기 캡핑층과 상기 발광 구조물 사이의 영역 중에서 외측 둘레에 배치된 보호층; 상기 반사층의 외측 둘레에 배치된 베리어층; 및 상기 캡핑층 아래에 배치된 지지 부재를 포함한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 발광구조물 아래에 배치된 제1접촉층; 상기 제1접촉층 아래에 배치된 반사층; 및 상기 반사층 아래에 배치된 캡핑층을 포함하는 제1전극층; 상기 제1전극층 아래에 상기 제1반도체층과 전기적으로 연결된 제2전극층; 상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 절연층; 상기 캡핑층과 상기 발광 구조물 사이의 영역 중에서 외측 둘레에 배치된 보호층; 및 상기 반사층의 외측 둘레에 배치된 베리어층을 포함하며, 상기 베리어층은 상기 반사층과 다른 금속을 포함한다.
실시 예에 따른 발광 소자에서의 발광 구조물 아래에 배치된 임의의 금속층의 이동이 발생되는 것을 차단할 수 있다.
실시 예는 습기에 강한 발광 소자를 제공할 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 광 출력 저하를 방지할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자를 갖는 발광소자 패키지 및 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 3은 도 2의 발광 소자의 부분 확대도이다.
도 4는 도 1의 발광 소자의 B-B측 단면도이다.
도 5는 도 2의 발광 소자의 베리어층의 다른 예이다.
도 6은 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 7은 도 6의 발광 소자의 부분 확대도이다.
도 8은 도 7의 발광 소자의 베리어층의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 10은 제4실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 11는 제5실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 12 내지 도 20은 제1실시 예에 따른 발광 소자 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 21은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들에 따른 발광소자, 발광소자 패키지, 발광 소자 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이며, 도 3은 도 2의 발광 소자의 부분 확대도이고, 도 4는 도 1의 발광 소자의 B-B측 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 발광 소자(100)는 복수의 반도체층(11,12,13)을 갖는 발광구조물(10), 상기 발광 구조물(10)의 하부 둘레에 베리어층(21), 및 상기 발광 구조물(10)의 아래에 적어도 하나의 전극층(81,83)을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 전극층(81,83)은 반사층(17)을 포함할 수 있으며, 상기 베리어층(21)은 상기 반사층(17)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 상기 발광 구조물(10)의 상부 또는 외측에 적어도 하나의 패드(92)가 배치될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 자외선, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 반도체 소자로서, 수광 소자 또는 보호 소자를 포함할 수 있다.
상기 발광구조물(10)은 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1반도체층(11)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.
상기 발광 구조물(10)의 측면은 상기 발광 구조물(10)의 하면에 대해 수직한 면, 경사진 면 또는 단차진 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 구조물(10)의 측면이 경사진 경우, 광의 추출 효율이 개선될 수 있다.
상기 제1 반도체층(11)은 제1 도전형 도펀트 예컨대, n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층을 포함하고, 상기 제2 반도체층(13)은 제2 도전형 도펀트 예컨대, p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 반도체층(11)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 반도체층(11)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 제1반도체층(11)의 상면은 러프(rough)한 요철부(11A)로 형성될 수 있으며, 이러한 요철부(11A)는 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 요철부(11A)의 측 단면은 다각형 형상, 또는 반구형 형상을 포함할 수 있다.
상기 활성층(12)은 상기 제1반도체층(11)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 반도체층(13)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(12)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(12)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(12)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)은 예로서 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 구현될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층, InGaN 우물층/AlGaN 장벽층, InAlGaN 우물층/InAlGaN 장벽층, AlGaN 우물층/AlGaN 장벽층, 또는 GaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기로 구현될 수 있다.
상기 제2반도체층(13)은 상기 활성층(12)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 상기 제2 반도체층(13)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
상기 제2 반도체층(13)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제2 반도체층(13) 아래에는 상기 제2반도체층(13)과 다른 도전형을 갖는 n형 반도체층이 더 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 반도체층(11) 및 상기 제2 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이 또는 상기 제2반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 서로 다른 반도체층이 교대로 배치된 예컨대, AlGaN/GaN, InGaN/GaN 또는 InGaN/InGaN 초격자 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2도전형 도펀트가 첨가된 전자 차단층을 포함할 수 있으며, 예를 들어 상기 전자 차단층은 AlGaN층을 포함할 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.
상기 제1반도체층(11)은 돌출부(16)를 포함한다. 상기 돌출부(16)는 복수개가 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 돌출부(16)의 상면은 러프한 요철부(11A)로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 돌출부(16)는 제1도전형의 반도체층이거나 언도프드(undoped) 또는 unintentionally Doped 반도체층일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 돌출부(16)는 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 적어도 하나의 전극층(81,83)은 제1전극층(81) 및 상기 제1전극층(81) 아래에 제2전극층(83) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1실시 예는 설명의 편의를 위해, 제1 및 제2 전극층(81,83)이 상기 발광 구조물(10)의 아래에 배치된 예로 설명하기로 한다.
상기 제1전극층(81)은 상기 제2반도체층(13)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제2전극층(83)은 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(81,83) 중 적어도 하나 또는 모두는 상기 발광 구조물(10)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2전극층(83)은 상기 제1반도체층(11) 내에 제2접촉층(33)을 갖고 상기 발광 구조물(10)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(81,83) 중 어느 하나는 상기 발광 소자(100)를 지지하는 지지 부재(70)를 포함할 수 있으며, 상기 지지 부재(70)는 전기 전도성의 지지 부재일 수 있다. 상기 지지 부재(70)는 상기 전극층(81,83) 중 어느 하나의 구성에 포함되거나 별도로 구성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1전극층(81)은 예컨대, 상기 발광 구조물(10)과 제2전극층(83) 사이에 배치되며, 상기 발광 구조물(10)의 제2반도체층(13)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극층(83)과 전기적으로 절연된다. 상기 제1전극층(81)은 제1접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(35)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(81)은 베리어층(21)을 포함할 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 상기 반사층(17)과 제2반도체층(13) 사이에 배치되며, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 상기 캡핑층(35) 사이에 배치된다. 상기 제1 접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(35)은 서로 다른 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 접촉층(15)은 상기 제2 반도체층(13)에 접촉되며, 예컨대 상기 제2 반도체층(13)에 오믹 접촉을 형성할 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 예컨대 전도성 산화막, 전도성 질화물 또는 금속으로 형성될 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), ITON(ITO Nitride), IZO(Indium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, In, Au, W, Al, Pt, Ag, Ti 중에서 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 캡핑층(35)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 반사층(17)은 상기 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시킬 수 있다. 상기 반사층(17)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)은 광 반사율이 70% 이상인 금속으로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층(17)은 상기 금속 또는 합금과 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide), IAZO(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide), IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide), IGTO(Indium-Gallium-Tin-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), ATO(Antimony-Tin-Oxide) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 반사층(17)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 반사층(17)은 Ag 층과 Ni 층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti 층, Pt 층을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 접촉층(15)은 상기 반사층(17) 아래에 형성되고, 적어도 일부가 상기 반사층(17)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수도 있다. 다른 예로서, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)의 아래에 배치되고, 일부가 상기 제1 접촉층(15)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수 있다.
상기 반사층(17)은 이동(Migration)을 일으키는 물질 예컨대, 금속을 포함할 수 있다. 상기 반사층(17)은 전해질 이온에 의해 이동을 일으키는 금속일 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(100)는 상기 반사층(17) 아래에 캡핑층(capping layer)(35)을 포함할 수 있다. 상기 캡핑층(35)은 상기 반사층(17)의 하면과 접촉될 수 있다. 상기 캡핑층(35)은 외곽부의 일부에 패드(92)가 배치된 접촉부(34)를 구비할 수 있다. 상기 캡핑층(35)은 상기 패드(92)로부터 공급되는 전원을 전달하는 배선층일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 상기 캡핑층(35)은 금속으로 형성될 수 있으며, 예컨대 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 캡핑층(35)의 접촉부(34)는 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치되며, 상기 패드(92)와 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34)는 상기 제1 접촉층(15) 및 반사층(17)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치된다. 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34)는 상기 발광 구조물(10)보다 낮은 위치에 배치되며, 상기 패드(92)와 직접 접촉될 수 있다.
상기 캡핑층(35)의 외곽부는 상기 발광 구조물(10)의 측면보다 더 외측에 배치될 수 있다. 상기 캡핑층(35)의 외곽부는 상기 보호층(30)의 외측부 및 페시베이션층(95)의 외측부에 대해 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다.
상기 패드(92)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, Ti, Ag, Cu, Au 중 적어도 1개를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단층은 Au일 수 있고, 다층인 경우 Ti/Ag/Cu/Au의 적층 구조이거나, Ti/Cu/Au 적층 구조일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 상기 패드(92)는 상기 반사층(17) 및 상기 제1 접촉층(15) 중 적어도 하나와 직접 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 패드(92)는 상기 발광 구조물(10)의 외측에 적어도 하나 또는 복수개가 배치될 수 있다. 상기 패드(92)는 제1전극층(81)의 외 측벽과 상기 발광 구조물(10) 사이의 영역(A1, A2)에 배치될 수 있다. 상기 패드(92)는 하부 둘레에 보호층(30) 및 페시베이션층(95)과 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 보호층(30)은 상기 발광구조물(10)의 하면에 배치되며, 상기 제2반도체층(13)의 하면 및 상기 제1 접촉층(15)과 접촉될 수 있고, 상기 반사층(17)과 접촉될 수 있다.
상기 보호층(30) 중 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩되는 내측부는 상기 돌출부(16)의 영역과 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34) 위로 연장되며 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34) 및 외측부와 수직 방향으로 오버랩되게 배치된다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 발광구조물(10)의 측벽보다 외측 영역(A1, A2)으로 연장되어, 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있고, 에칭 공정시 칩에 전달되는 충격으로부터 보호할 수 있다. 또한 상기 보호층(30)은 개별 발광구조물(10)에 대한 아이솔레이션 공정 시 에칭 스토퍼의 기능을 수행할 수 있으며, 또한 아이솔레이션 공정에 의하여 발광소자의 전기적인 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 보호층(30)은 채널층, 또는 저 굴절 재질, 아이솔레이션층으로 정의될 수 있다. 상기 보호층(30)은 절연물질로 구현될 수 있으며, 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(30)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 상기 보호층(30)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 상기 보호층(30)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(100)는 상기 제1 전극층(81)의 아래 및 상기 제2 전극층(83)의 위에 절연층(41)을 포함할 수 있다. 상기 절연층(41)은 상기 제1전극층(81)과 제2전극층(83) 사이에 배치되어 상기 제1전극층(81)과 상기 제2전극층(83)을 전기적으로 절연시켜 준다. 상기 절연층(41)은 상기 제1 전극층(81)의 하면과 상기 제2전극층(83)의 상면에 접촉된다. 상기 절연층(41)의 두께는 상기 보호층(30), 캡핑층(35), 제1접촉층(15), 반사층(17) 각각의 두께보다는 두껍게 형성될 수 있다. 상기 절연층(41)의 상부는 상기 보호층(30)에 접촉될 수 있으며, 돌출부(16)와 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 상기 돌출부(16)는 제거될 수 있다.
상기 절연층(41)은 예컨대, 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(41)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
도 2내지 도 4와 같이, 실시 예에 따른 발광 소자(100)는 베리어층(21)을 포함할 수 있다. 상기 베리어층(21)은 반사층(17)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 금속으로 형성될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 발광 구조물(10)의 하부 영역에서 상기 반사층(17)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 제1접촉층(15)보다 외측에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 발광 구조물(10)의 하부 영역에서 상기 제1접촉층(15)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다.
도 1과 같이, 상기 베리어층(21)은 상기 반사층(17)의 외측 둘레를 따라 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 발광 구조물(10)의 측벽에 인접하며 상기 발광 구조물(10)의 하면 둘레를 따라 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 연속적인 루프(loop) 형상, 링(ring) 형상 또는 프레임(frame) 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 베리어층(21)은 외부로부터 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 상기 베리어층(21)은 상기 반사층(17)의 외측에 배치되어 상기 반사층(17) 또는 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동(migration)을 차단할 수 있다. 여기서, 상기 반사층(17) 또는 상기 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동 방향은 상기 발광 구조물(10)의 외측 방향이거나 습기 침투 방향일 수 있다. 이에 따라 상기 베리어층(21)을 갖는 발광 소자는 습기로 의한 신뢰성 저하 문제를 방지할 수 있고 광 출력 저하를 방지할 수 있다.
도 2내지 도 4와 같이, 상기 베리어층(21)은 상기 반사층(17)과 상기 보호층(30) 사이에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 발광 구조물(10)의 하면과 상기 캡핑층(35) 사이에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩된 영역에서 상기 캡핑층(35)의 상면과 상기 제2반도체층(13)의 하면에 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 베리어층(21)은 발광 구조물(10)과 캡핑층(35) 사이의 계면에서 상기 반사층(17)이 외측 방향으로 이동을 발생하는 것을 차단할 수 있다.
도 3과 같이, 상기 베리어층(21)은 상기 보호층(30)의 내측부에 배치된 홀(31)에 배치될 수 있다. 이러한 베리어층(21)의 두께(D2)는 상기 보호층(30)의 두께와 동일하거나 더 두꺼울 수 있다. 상기 베리어층(21)의 두께(D2)가 상기 보호층(30)의 두께보다 얇은 경우, 상기 보호층(30)에 의해 상기 베리어층(21)과 캡핑층(35) 간의 접촉 면적이 감소될 수 있어, 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동을 차단하는 기능이 저하될 수 있다.
상기 베리어층(21)의 너비(도 1의 D1)는 상기 발광 구조물(10)의 하면과 상기 캡핑층(35)의 접촉을 위해 2㎛ 이상 예컨대, 2.5㎛ 내지 3.5㎛ 범위일 수 있다. 상기 베리어층(21)의 너비(D1)가 상기 범위보다 작은 경우 상기 발광 구조물(10)의 하면과 상기 캡핑층(35)의 상면과의 접촉 면적이 줄어들어, 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동을 억제하는 효과가 낮을 수 있다. 상기 베리어층(21)의 너비(D1)가 상기 범위를 초과한 경우, 반사 면적이 감소되거나 광 손실이 증가되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 베리어층(21)은 상기 제1접촉층(15) 및 상기 반사층(17)과 다른 금속 물질로 형성될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 예컨대, Ni, Ti, Pt, Au, W, Al 중 적어도 하나 또는 합금일 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 캡핑층(35)과 동일한 금속일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 베리어층(21)은 상기 제2반도체층(13)과 캡핑층(35) 사이를 전기적으로 연결시켜 줄 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 베리어층(21)에 의해 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동을 차단함으로써, 반사층(17)의 이동 또는 상기 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동에 의한 누설 전류 발생을 차단할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 반사층(17)의 외측 영역(17A)은 상기 베리어층(21)에 인접하며, 상기 제1접촉층(15)의 외측 영역(15A) 보다 안쪽에 위치될 수 있다. 이에 따라 상기 베리어층(21)은 상기 반사층(17) 또는 상기 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동 거리를 증가시켜 줄 수 있다. 상기 제1접촉층(15)의 외측 영역(15A)은 상기 반사층(17)의 외측 영역(17A) 보다 더 외측으로 연장될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2 전극층(83)은 상기 절연층(41) 아래에 배치된 확산 방지층(50), 상기 확산 방지층(50) 아래에 배치된 본딩층(60) 및 상기 본딩층(60) 아래에 배치된 전도성 재질의 지지부재(70)를 포함할 수 있다. 상기 제2전극층(83)은 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극층(83)은 상기 확산 방지층(50), 상기 본딩층(60), 상기 지지부재(70) 중에서 1 개 또는 2 개를 선택적으로 포함하고, 상기 확산 방지층(50) 또는 상기 본딩층(60) 중 적어도 하나는 형성하지 않을 수 있다. 상기 지지 부재(70)는 상기 제2전극층(83)과 별도로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 확산 방지층(50)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 확산 방지층(50)은 절연층(41)과 본딩층(60) 사이에서 확산 장벽층으로 기능할 수도 있다. 상기 확산 방지층(50)은 본딩층(60) 및 전도성 지지부재(70)와 전기적으로 연결되고, 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 확산 방지층(50)은 상기 본딩층(60)이 제공되는 공정에서 상기 본딩층(60)에 포함된 물질이 상기 반사층(17) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 확산 방지층(50)은 상기 본딩층(60)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 반사층(17)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
상기 본딩층(60)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 지지부재(70)는 실시 예에 따른 상기 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(60)은 시드(seed) 층을 포함할 수도 있다.
상기 지지부재(70)는 금속 또는 캐리어 기판 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
제2접촉층(33)은 상기 제1 반도체층(11)의 내부에 배치되고 상기 제1반도체층(11)과 접촉된다. 상기 제2접촉층(33)의 상면은 상기 제1반도체층(11)의 하면보다 위에 배치될 수 있으며, 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결되고, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 절연된다.
상기 제2 접촉층(33)은 상기 제2 전극층(83)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 접촉층(33)은 상기 활성층(12) 및 상기 제2반도체층(13)을 관통하여 배치될 수 있다. 상기 제2 접촉층(33)은 상기 발광 구조물(10) 내에 배치된 리세스(recess)(2)에 배치되고, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 보호층(30)에 의해 절연된다. 상기 제2 접촉층(33)은 복수개가 서로 이격되어 배치되어, 상기 제1반도체층(11) 내에서 전류를 확산시켜 줄 수 있다. 상기 돌출부(16) 각각은 상기 제2접촉층(33)과 수직 방향으로 오버랩되게 배치되어, 상기 리세스(2)의 상부 영역을 보호할 수 있다.
상기 제2 접촉층(33)은 제2전극층(83)의 돌기(51)에 연결될 수 있으며, 상기 돌기(51)는 상기 확산 방지층(50)으로부터 돌출되거나 별도로 형성될 수 있다. 상기 돌기(51)는 절연층(41) 및 보호층(30) 내에 배치된 홀(41A)을 통해 관통되고, 제1전극층(81)과 절연될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(10) 내의 돌기(51)를 위한 리세스 구조는 제1반도체층(11) 상에 전극이 배치된 경우, 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2 접촉층(33)은 예컨대 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 돌기(51)는 상기 확산 방지층(50) 및 본딩층(60)을 구성하는 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 예컨대 상기 돌기(51)는 예로서 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2전극층(83)은 상기 제2접촉층(33) 및 이에 연결된 돌기(51)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 패드(92)는 상기 제1 전극층(81)에 전기적으로 연결되며, 상기 발광구조물(10)의 측벽 외측의 영역(A1, A2)에 노출될 수 있다. 상기 패드(92)는 하나 또는 복수로 배치될 수 있으며, 복수의 패드(92)는 도 1와 같이 이격되어 배치될 수 있다. 상기 패드(92)는 예컨대 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
페시베이션층(95)은 상기 발광구조물(10)의 표면을 보호하고, 상기 패드(92)와 상기 발광구조물(10)의 사이를 절연시킬 수 있고, 상기 보호층(30)의 주변부와 접촉될 수 있다. 상기 페시베이션층(95)은 상기 발광 구조물(10)을 구성하는 반도체층의 물질보다 낮은 굴절률을 가지며, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 페시베이션층(95)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 페시베이션층(95)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 한편, 상기 페시베이션층(95)은 설계에 따라 생략될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(10)은 상기 제1 전극층(81)과 상기 제2 전극층(83)에 의해 구동될 수 있다. 즉, 실시 예에 따른 발광소자는 하나의 소자 내에 개별 구동될 수 있는 복수의 발광구조물을 포함할 수 있다. 실시 예에서는 하나의 발광소자에 2 개의 발광구조물이 배치된 경우를 기준으로 설명하였으나, 하나의 발광소자에 3 개 또는 4 개 이상의 발광구조물이 배치될 수 있으며, 또한 개별 구동되도록 구현될 수 있다. 이러한 구조를 갖는 발광소자는 하나의 예로서 차량의 조명장치, 예컨대 전조등 또는 후미등에 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 발광구조물(10) 위에 형광체층(미도시)이 제공될 수 있으며, 상기 형광체층은 예컨대 컨포멀(conformal) 코팅을 통하여 균일한 두께로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
또한 실시 예에 따른 발광 소자 상에는 광학 렌즈를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 5는 도 3의 발광 소자의 베리어층의 다른 예이다. 도 5를 설명함에 있어서, 상기의 구성과 동일한 부분은 상기에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
도 5를 참조하면, 베리어층(21)은 상면에 요철 구조(21A)를 포함할 수 있다. 상기 요철 구조(21A)는 철부가 측 단면이 삼각형 또는 사각형과 같은 다각형 형상이거나 반구형 형상일 수 있다. 상기 요철 구조(21A)의 철부는 상기 발광 구조물(10)의 하면 예컨대, 제2반도체층(13)의 하면에 접촉될 수 있다. 상기 요철 구조(21)의 요부는 상기 보호층(30)의 일부(30A)가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 베리어층(21)의 하면은 상기 캡핑층(35)의 상면에 접촉될 수 있다. 이러한 베리어층(21)은 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동이 발생되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라 베리어층(21)을 갖는 발광 소자는 내습에 강한 LED 칩을 제공할 수 있고, 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동 발생을 억제하여 누설 전류를 차단할 수 있고, 습기 침투로 인한 신뢰성 저하를 방지할 있다.
도 6은 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이며, 도 7은 도 6의 부분 확대도이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 구성은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 발광 소자는 복수의 반도체층(11,12,13)을 갖는 발광구조물(10), 상기 발광 구조물(10) 아래에 베리어층(23), 상기 발광 구조물(10)의 아래에 배치되며 상기 베리어층(23)보다 내측에 배치된 반사층(17)을 갖는 제1 전극층(81), 상기 제1전극층(81) 아래에 제2 전극층(83), 및 상기 제1 및 제2전극층(81,83) 사이에 절연층(41), 및 패드(92)를 포함할 수 있다.
상기 발광구조물(10)은 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1반도체층(11)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.
상기 제1전극층(81)은 상기 제2반도체층(13)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2전극층(83)은 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(81,83) 중 적어도 하나 또는 모두는 상기 발광 구조물(10)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2전극층(83)은 상기 제1반도체층(11) 내에 제2접촉층(33)을 갖고 상기 발광 구조물(10)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(81,83) 중 어느 하나는 상기 발광 소자를 지지하는 지지 부재(70)를 포함할 수 있으며, 상기 지지 부재(70)는 전기 전도성의 지지 부재일 수 있다. 상기 지지 부재(70)는 상기 전극층(81,83) 중 어느 하나의 구성에 포함되거나 별도로 구성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1전극층(81)은 예컨대, 상기 발광 구조물(10)과 제2전극층(83) 사이에 배치되며, 상기 발광 구조물(10)의 제2반도체층(13)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극층(83)과 전기적으로 절연된다. 상기 제1전극층(81)은 제1접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(35)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(81)은 베리어층(23)을 포함할 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 상기 반사층(17)과 제2반도체층(13) 사이에 배치되며, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 상기 캡핑층(35) 사이에 배치된다.
상기 제1 접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(35)은 서로 다른 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사층(17)은 상기 캡핑층(35)과 상기 베리어층(23)과 다른 금속으로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 캡핑층(35)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 반사층(17)은 상기 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 반사층(17)은 광 반사율이 70% 이상인 금속으로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층(17)은 상기 금속 또는 합금과 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide), IAZO(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide), IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide), IGTO(Indium-Gallium-Tin-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), ATO(Antimony-Tin-Oxide) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 반사층(17)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 반사층(17)은 Ag 층과 Ni 층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti 층, Pt 층을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 접촉층(15)은 상기 반사층(17) 아래에 형성되고, 적어도 일부가 상기 반사층(17)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수도 있다. 다른 예로서, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)의 아래에 배치되고, 일부가 상기 제1 접촉층(15)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수 있다.
상기 반사층(17)은 이동(Migration)을 일으키는 물질 예컨대, 금속을 포함할 수 있다. 상기 반사층(17)은 전해질 이온에 의해 이동을 일으키는 금속일 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 상기 반사층(17) 아래에 캡핑층(capping layer)(35)을 포함할 수 있다. 상기 캡핑층(35)은 상기 반사층(17)의 하면과 접촉될 수 있다. 상기 캡핑층(35)은 외곽부의 일부에 패드(92)가 배치된 접촉부(34)를 구비할 수 있다. 상기 캡핑층(35)은 상기 패드(92)로부터 공급되는 전원을 전달하는 배선층일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
보호층(30)은 상기 발광구조물(10)의 하면에 배치되며, 상기 제2반도체층(13)의 하면 및 상기 제1 접촉층(15)과 접촉될 수 있고, 상기 반사층(17)과 접촉될 수 있다.
상기 보호층(30) 중 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩되는 내측부는 상기 돌출부(16)의 영역과 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34) 위로 연장되며 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34) 및 외측부와 수직 방향으로 오버랩되게 배치된다.
실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 전극층(81)의 아래 및 상기 제2 전극층(83)의 위에 절연층(41)을 포함할 수 있다. 상기 절연층(41)은 상기 제1전극층(81)과 제2전극층(83) 사이에 배치되어 상기 제1전극층(81)과 상기 제2전극층(83)을 전기적으로 절연시켜 준다. 상기 절연층(41)은 상기 제1 전극층(81)의 하면과 상기 제2전극층(83)의 상면에 접촉될 수 있다. 상기 절연층(41)의 상부는 상기 보호층(30)에 접촉될 수 있으며, 돌출부(16)와 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다.
상기 베리어층(23)은 반사층(17)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 발광 구조물(10)의 하부 영역에서 상기 반사층(17)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 제1접촉층(15) 아래에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 발광 구조물(10)의 하부 영역에서 상기 제1접촉층(15)과 수직 방향으로 오버랩되는 영역에 배치될 수 있다.
상기 베리어층(23)은 상기 반사층(17)의 외측 둘레를 따라 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 반사층(17)보다 발광 구조물(10)의 측벽에 인접하며 상기 발광 구조물(10)의 측면 둘레를 따라 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 연속적인 루프(loop) 형상, 링(ring) 형상 또는 프레임(frame) 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 베리어층(23)은 외부로부터 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 상기 베리어층(23)은 상기 반사층(17)의 외측에 배치되어 상기 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질이 이동(migration)을 발생하는 것을 차단할 수 있다. 여기서, 상기 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동 방향은 상기 발광 구조물(10)의 외측 방향이거나 습기 침투 방향일 수 있다. 이에 따라 상기 베리어층(23)을 갖는 발광 소자는 습기로 의한 신뢰성 저하 문제를 방지할 수 있고 광 출력 저하를 방지할 수 있다.
상기 베리어층(23)은 상기 제1접촉층(15)과 상기 캡핑층(35) 사이에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩된 영역에서 상기 캡핑층(35)의 상면과 상기 제1접촉층(15)의 하면에 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 베리어층(23)은 상기 제1접촉층(15)과 상기 캡핑층(35) 사이의 계면에서 상기 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질이 외측 방향으로 이동을 발생하는 것을 차단할 수 있다.
이러한 베리어층(23)의 두께(D3)는 상기 제1접촉층(15) 및 상기 반사층(17)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 상기 베리어층(23)의 두께(D3)가 상기 반사층(17)의 두께보다 얇은 경우, 상기 베리어층(23)과 캡핑층(35) 간의 접촉 면적이 감소될 수 있어, 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동을 차단하는 기능이 저하될 수 있다.
상기 베리어층(23)의 너비는 2㎛ 이상 예컨대, 2.5㎛ 내지 3.5㎛ 범위일 수 있다. 상기 베리어층(23)의 너비가 상기 범위보다 작은 경우 상기 캡핑층(35)과의 접촉 면적이 줄어들어, 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동을 억제하는 효과가 낮을 수 있다. 상기 베리어층(23)의 너비가 상기 범위를 초과한 경우, 반사 면적이 감소되거나 광 손실이 증가되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 베리어층(23)은 상기 제1접촉층(15) 및 상기 반사층(17)과 다른 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대 Ni, Ti, Pt, Au, W, Al 중 적어도 하나 또는 합금일 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 예컨대, Au 또는 Al로 적용할 경우, 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동 차단과 더블어, 습기 차단 및 반사율 저하를 방지할 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 반사층(17)을 이루는 금속 보다 반사율이 낮은 금속을 포함할 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 캡핑층(35)과 동일한 금속일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 베리어층(22)은 상기 제1접촉층(15)과 캡핑층(35) 사이를 전기적으로 연결시켜 줄 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 베리어층(23)에 의해 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동을 차단함으로써, 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동에 의한 누설 전류 발생을 차단할 수 있다.
상기 제2 전극층(83)은 상기 절연층(41) 아래에 배치된 확산 방지층(50), 상기 확산 방지층(50) 아래에 배치된 본딩층(60) 및 상기 본딩층(60) 아래에 배치된 전도성 재질의 지지부재(70)를 포함할 수 있다. 상기 제2전극층(83)은 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극층(83)은 상기 확산 방지층(50), 상기 본딩층(60), 상기 지지부재(70) 중에서 1 개 또는 2 개를 선택적으로 포함하고, 상기 확산 방지층(50) 또는 상기 본딩층(60) 중 적어도 하나는 형성하지 않을 수 있다. 상기 지지 부재(70)는 상기 제2전극층(83)과 별도로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 확산 방지층(50)은 절연층(41)과 본딩층(60) 사이에서 확산 장벽층으로 기능할 수도 있다. 상기 확산 방지층(50)은 본딩층(60) 및 전도성 지지부재(70)와 전기적으로 연결되고, 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 지지부재(70)는 실시 예에 따른 상기 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다.
한편, 제2접촉층(33)은 상기 제1 반도체층(11)의 내부에 배치되고 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결되고, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 절연된다. 상기 제2 접촉층(33)은 상기 제2 전극층(83)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2전극층(83)은 상기 제2접촉층(33) 및 이에 연결된 돌기(51)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
페시베이션층(95)은 상기 발광구조물(10)의 표면을 보호하고, 상기 패드(91)와 상기 발광구조물(10)의 사이를 절연시킬 수 있고, 상기 보호층(30)의 주변부와 접촉될 수 있다. 상기 페시베이션층(95)은 상기 발광 구조물(10)을 구성하는 반도체층의 물질보다 낮은 굴절률을 가지며, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 8은 도 7의 발광 소자에서 베리어층의 다른 예이다.
도 8을 참조하면, 베리어층(23)은 제1접촉층(15)과 캡핑층(35) 사이에 배치되며 상면 및 하면 중 적어도 하나에 요철 구조를 포함할 수 있다.
상기 베리어층(23)은 예컨대, 하면에 요철 구조(23A)를 포함할 수 있으며, 상기 요철 구조(23A) 에는 캡핑층(35)의 상부가 요철 구조로 결합될 수 있다. 이에 따라 상기 베리어층(23)과 캡핑층(35) 사이의 계면 이동 거리는 상기 요철 구조(23A)에 의해 길어질 수 있다. 상기 베리어층(23)의 요철 구조(23A)에 의해 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동을 차단할 수 있다. 예컨대, 상기 베리어층(23)의 하면 요철 구조(23A)는 상기 베리어층(23)의 하면과 상기 캡핑층(35) 상면 사이를 통해 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질이 이동되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
도 9는 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제3실시 예를 설명함에 있어서, 제1 및 제2실시 예와 동일한 구성은 제1 및 제2실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 9를 참조하면, 발광 소자는 복수의 반도체층(11,12,13)을 갖는 발광구조물(10), 상기 발광 구조물(10) 아래에 베리어층(21,23), 상기 발광 구조물(10)의 아래에 배치되며 상기 베리어층(21,23)보다 내측에 배치된 반사층(17)을 갖는 제1 전극층(81), 상기 제1전극층(81) 아래에 제2 전극층(83), 및 상기 제1 및 제2전극층(81,83) 사이에 절연층(41), 및 패드(92)를 포함할 수 있다.
상기 베리어층(21,23)은 발광 구조물(10)의 아래에서 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21,23)은 복수의 층 예컨대, 제1베리어층(21)과 제2베리어층(23)을 포함할 수 있다. 상기 제1베리어층(21)은 도 2에 개시된 베리어층으로서, 동일한 부호로 설명하며, 상세한 설명은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 상기 제2베리어층(23)은 도 6에 개시된 베리어층으로서, 동일한 부호로 설명하며 상세한 설명은 제2실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
상기 제1 및 제2베리어층(21,23)은 상기 반사층(17)의 외측 둘레를 따라 배치될 수 있다. 상기 제1베리어층(21)은 발광 구조물(10)의 측벽에 인접하며 상기 발광 구조물(10)의 측면 둘레를 따라 배치될 수 있다. 상기 제1베리어층(21)은 연속적인 루프(loop) 형상, 링(ring) 형상 또는 프레임(frame) 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2베리어층(23)은 반사층(17)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 제2베리어층(23)은 상기 발광 구조물(10)의 하부 영역에서 상기 반사층(17)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2베리어층(23)은 상기 제1접촉층(15) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2베리어층(23)은 상기 발광 구조물(10)의 하부 영역에서 상기 제1접촉층(15)과 수직 방향으로 오버랩되는 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2베리어층(21,23)은 서로 이격될 수 있으며, 상기 제1 및 제2베리어층(21,23) 사이에는 제1접촉층(15)의 일부가 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2베리어층(21,23)은 외부로부터 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 제1 및 제2베리어층(21,23)은 상기 반사층(17)의 외측에 배치되어 상기 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동(migration)을 차단할 수 있다. 이에 따라 상기 베리어층(21,23)을 갖는 발광 소자는 습기로 의한 신뢰성 저하 문제를 방지할 수 있고 광 출력 저하를 방지할 수 있다.
도 10은 제4실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 도면이다. 제4실시 예를 설명함에 있어서, 제1 및 제2실시 예와 동일한 구성은 제1 및 제2실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 10을 참조하면, 발광 소자는, 복수의 반도체층(11,12,13)을 갖는 발광구조물(10), 상기 발광 구조물(10) 아래에 베리어층(21), 상기 발광 구조물(10)의 아래에 배치되며 상기 베리어층(21)보다 내측에 배치된 반사층(167)을 갖는 제1 전극층(170), 및 상기 발광 구조물(10) 위에 제2전극층(92A)을 포함할 수 있다.
상기 제2전극층(92A)는 상기 발광 구조물(10)의 제1반도체층(11)에 전기적으로 연결되며, 상기 제1반도체층(11)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 제2전극층(92A)은 패드 및 상기 패드로부터 분기된 암(Arm) 전극 또는 분기(bridge) 전극을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1전극층(170)은 제1접촉층(165), 반사층(167) 및 캡핑층(169)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(170)은 베리어층(21)을 포함할 수 있다. 상기 제1 접촉층(165)은 상기 반사층(167)과 제2반도체층(13) 사이에 배치되며, 상기 반사층(167)은 상기 제1 접촉층(165)과 상기 캡핑층(169) 사이에 배치된다.
상기 발광 구조물(10)의 표면에는 페시베이션층(95)이 형성될 수 있으며, 상기 페시베이션층(95)의 일부는 보호층(130)의 상부에 배치될 수 있다.
상기 보호층(130)은 상기 발광 구조물(10)의 하면 외측 둘레에 배치되며 제1전극층(170)의 캡핑층(169)과 발광 구조물(10)의 하면 사이에 배치될 수 있다. 상기 보호층(130)의 외측부는 상기 발광 구조물(10)의 측벽보다 외측에 배치될 수 있다. 상기 보호층(130)의 재질은 제1실시 예에 개시된 보호층의 재질과 동일할 수 있다.
상기 보호층(130) 내에는 홀(131)을 포함하며, 상기 홀(131)에는 베리어층(21)이 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 발광 구조물(10)과 캡핑층(169) 사이에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 제2반도체층(13)의 하면과 상기 캡핑층(169)의 상면에 접촉될 수 있다.
상기 베리어층(21)은 반사층(167)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 발광 구조물(10)의 하부 영역에서 상기 반사층(167)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 제1접촉층(165)보다 외측에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 발광 구조물(10)의 하부 영역에서 상기 제1접촉층(165)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다.
상기 베리어층(21)은 상기 반사층(167)의 외측 둘레를 따라 발광 구조물(10)의 측벽에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 연속적인 루프(loop) 형상, 링(ring) 형상 또는 프레임(frame) 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 베리어층(21)은 외부로부터 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 상기 베리어층(21)은 상기 반사층(167)의 외측에 배치되어 상기 반사층(167) 또는 반사층(167)을 구성하는 물질의 이동(migration)을 차단할 수 있다. 여기서, 상기 반사층(167)의 이동 방향은 상기 발광 구조물(10)의 외측 방향이거나 습기 침투 방향일 수 있다. 이에 따라 상기 베리어층(21)을 갖는 발광 소자는 습기로 의한 신뢰성 저하 문제를 방지할 수 있고 광 출력 저하를 방지할 수 있다.
상기 베리어층(21)은 상기 제1접촉층(165) 및 상기 반사층(167)과 다른 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대 Ni, Ti, Pt, Au, W, Al 중 적어도 하나 또는 합금일 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 캡핑층(169)과 동일한 금속일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 베리어층(21)은 상기 제2반도체층(13)과 캡핑층(169) 사이를 전기적으로 연결시켜 줄 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 베리어층(21)에 의해 반사층(167) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동을 차단함으로써, 반사층(167) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동에 의한 누설 전류 발생을 차단할 수 있다.
상기 제2전극층(170)의 제1접촉층(165), 반사층(167) 및 캡핑층(169)은 상기에 개시된 실시 예(들)의 설명을 참조하기로 한다. 상기 제2전극층(170)은 지지 부재(173)를 포함할 수 있다. 상기 지지 부재(173)는 전도성의 부재로서, 상기 캡핑층(169)의 아래에 접촉되거나 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 지지 부재(173)는 금속 또는 캐리어 기판 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(170)은 캡핑층(169)과 지지 부재(173) 사이에 실시 예에 개시된 확산 방지층 및 본딩층 중 적어도 하나 또는 모두를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1접촉층(165)과 발광 구조물(10)의 하면 예컨대, 제2반도체층(13)의 하면 사이에는 전류 블록킹층(161)이 배치될 수 있다. 상기 전류 블록킹층(161)은 상기 제2전극층(92A)의 영역과 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 이러한 전류 블록킹층(161)은 제1전극층(170)으로 공급되는 전류를 블록킹하여 전류를 확산시켜 줄 수 있다.
상기 전류 블록킹층(161)은 절연 물질이거나 상기 보호층(130)과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 전류 블록킹층(161)은 금속 물질일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 11은 제5실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 도 11를 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 구성은 상기의 설명을 참조하기로 한다.
도 11을 참조하면, 발광 소자는 복수의 반도체층(11,12,13)을 갖는 발광구조물(10), 상기 발광 구조물(10) 아래에 베리어층(23), 상기 발광 구조물(10)의 아래에 배치되며 상기 베리어층(23)보다 내측에 배치된 반사층(167)을 갖는 제1 전극층(170), 및 상기 발광 구조물(10) 위에 제2전극층(92A)을 포함할 수 있다.
상기 제1전극층(170)은 제1접촉층(165), 반사층(167) 및 캡핑층(169)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(170)은 베리어층(23)을 포함할 수 있다. 상기 제1 접촉층(165)은 상기 반사층(167)과 제2반도체층(13) 사이에 배치되며, 상기 반사층(167)은 상기 제1 접촉층(165)과 상기 캡핑층(169) 사이에 배치된다. 상기 반사층(167)은 이동(Migration)을 일으키는 물질 또는 금속을 포함할 수 있다. 상기 반사층(167)은 전해질 이온에 의해 이동을 일으키는 금속일 수 있다.
보호층(163)은 상기 발광구조물(10)의 하면에 배치되며, 상기 제2반도체층(13)의 하면 및 상기 제1 접촉층(165)과 접촉될 수 있고, 상기 반사층(167)과 이격될 수 있다.
상기 베리어층(23)은 반사층(167)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 발광 구조물(10)의 하부 영역에서 상기 반사층(167)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 제1접촉층(165) 아래에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 발광 구조물(10)의 하부 영역에서 상기 제1접촉층(165)과 수직 방향으로 오버랩되는 영역에 배치될 수 있다.
상기 베리어층(23)은 상기 반사층(167)의 외측 둘레를 따라 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 반사층(167)보다 발광 구조물(10)의 측벽에 인접하며 상기 발광 구조물(10)의 측면 둘레를 따라 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 연속적인 루프(loop) 형상, 링(ring) 형상 또는 프레임(frame) 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 베리어층(23)은 외부로부터 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 상기 베리어층(23)은 상기 반사층(167)의 외측에 배치되어 상기 반사층(167) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질이 이동(migration)을 발생하는 것을 차단할 수 있다. 여기서, 상기 반사층(167) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동 방향은 상기 발광 구조물(10)의 외측 방향이거나 습기 침투 방향일 수 있다. 이에 따라 상기 베리어층(23)을 갖는 발광 소자는 습기로 의한 신뢰성 저하 문제를 방지할 수 있고 광 출력 저하를 방지할 수 있다.
상기 베리어층(23)은 상기 제1접촉층(165)과 상기 캡핑층(169) 사이에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩된 영역에서 상기 캡핑층(169)의 상면과 상기 제1접촉층(165)의 하면에 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 베리어층(23)은 상기 제1접촉층(165)과 상기 캡핑층(169) 사이의 계면에서 상기 반사층(167)이 외측 방향으로 이동을 발생하는 것을 차단할 수 있다.
상기 베리어층(23)은 상기 반사층(167)의 두께보다 두껍게 배치될 수 있어, 하부가 캡핑층(169)의 방향으로 돌출될 수 있다. 이에 따라 베리어층(23)의 하부는 캡핑층(169)과 접촉된 경우, 돌출 구조에 의해 캡핑층(169)와의 접촉 면적이 증가될 수 있다. 이러한 베리어층(23)은 반사층(167) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질의 이동이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
상기 베리어층(23)은 상기 제1접촉층(165) 및 상기 반사층(167)과 다른 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대 Ni, Ti, Pt, Au, W, Al 중 적어도 하나 또는 합금일 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 베리어층(23)은 상기 캡핑층(169)과 동일한 금속일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
한편, 도 10 및 도 11과 같이, 발광 소자의 베리어층(21,23)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 요철 구조를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 12 내지 도 20을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 제조방법을 설명하기로 한다.
도 12를 참조하면, 기판(5) 위에 복수의 반도체층 예컨대, 제1 반도체층(11), 활성층(12), 제2 반도체층(13)을 형성할 수 있다. 상기 제1 반도체층(11), 상기 활성층(12), 상기 제2 반도체층(13)은 발광구조물(10)로 정의될 수 있다.
상기 기판(5)은 전도성, 절연성, 투명한 재질, 비 투명한 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(5) 위에 성장된 반도체층은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 반도체층(11)과 상기 기판(5) 사이에는 버퍼층 또는 unintentionally Doped 반도체층과 같은 반도체층이 더 형성될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)이 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다. 상기 제1반도체층(11) 및 제2반도체층(13) 중 적어도 하나 또는 모두는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 활성층(12)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤≤1, 0≤≤y≤≤1, 0≤≤x+y≤≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 형성된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13) 위에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있으며, 이에 따라, 상기 발광 구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 반도체층(11) 및 상기 제2 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 제1 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이에는 제1 도전형 InGaN/GaN 슈퍼래티스 구조 또는 InGaN/InGaN 슈퍼래티스 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2 도전형의 AlGaN층이 형성될 수도 있다.
상기 발광구조물(10)에 복수의 리세스(recess)(2)가 형성될 수 있다. 상기 복수의 리세스(2)는 상기 제2 반도체층(13)과 상기 활성층(12)의 하면보다 낮은 깊이로 형성될 수 있다.
도 13 및 도 14와 같이, 상기 발광구조물(10) 위에 보호층(30), 보호층(30), 제1접촉층(15) 및 제2접촉층(33)이 형성될 수 있다. 상기 보호층(30)은 제2 반도체층(13)의 상면 및 상기 리세스(2) 내부에 형성될 수 있으며, 에칭 공정에 의해 보호층(30)의 일부가 에칭되면 상기 제1 및 제2접촉층(15,33)이 형성될 수 있다.
상기 보호층(30)은 절연물질로 구현될 수 있다. 예컨대 상기 보호층(30)은 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(30)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
상기 제1 접촉층(15)과 상기 제2 접촉층(33)은 예컨대 투명 전도성 산화막으로 증착될 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)과 상기 제2 접촉층(33)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 독립적으로 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 보호층(30) 내에는 베리어층(21)이 형성될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 보호층(30)이 제거된 영역에 증착 또는 도금 방식으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 베리어층(21)은 제1접촉층(15)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 발광 구조물(10)의 상면 영역에서 상기 제1접촉층(15)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 보호층(30)의 형성 전에 형성되거나, 상기 보호층(30)에 홀(31)을 형성한 다음 상기 홀(31) 내에 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 베리어층(21)은 발광 구조물(10)의 측벽에 인접하며 상기 발광 구조물(10)의 상면 둘레를 따라 배치될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 연속적인 루프(loop) 형상, 링(ring) 형상 또는 프레임(frame) 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 베리어층(21)은 외부로부터 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 14를 참조하면, 반사층(17)은 상기 제1접촉층(15) 및 보호층(30) 상에 형성된다. 상기 반사층(17)은 고 반사율을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중에서 독립적으로 선택된 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 상기 반사층(17)은 증착 공정이나 도금 공정으로 형성될 수 있다. 상기 베리어층(21)은 상기 반사층(17)의 외측에 배치되어 상기 발광 소자 제조 후, 상기 반사층(17) 또는 반사층(17)을 구성하는 물질이 이동(migration)을 발생하는 것을 차단할 수 있다. 여기서, 상기 반사층(17)의 이동 방향은 상기 발광 구조물(10)의 외측 방향이거나 습기 침투 방향일 수 있다. 이에 따라 상기 베리어층(21)을 갖는 발광 소자는 습기로 의한 신뢰성 저하 문제를 방지할 수 있고 광 출력 저하를 방지할 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 반사층(17) 및 상기 보호층(30) 상에는 캡핑층(35)이 증착되며, 상기 캡핑층(35)의 일부는 상기 보호층(30)의 외곽부 상에 배치된다.
상기 보호층(30), 상기 반사층(17) 및 상기 캡핑층(35) 상에는 절연층(41)이 형성될 수 있다. 상기 절연층(41)에는 상기 제2접촉층(33)을 오픈시켜 주기 위한 홀(41A)를 형성하게 된다.
상기 절연층(41) 위에 확산 방지층(50) 및 본딩층(60)을 형성하며, 상기 확산 방지층(50)은 상기 홀(41A)을 통해 상기 제2접촉층(33)이 접촉되는 돌기(51)를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 돌기(51)는 상기 확산 방지층(50)의 형성 후, 별도의 홀을 형성하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
그리고, 상기 본딩층(60) 상에 전도성의 지지부재(70)을 도금 또는 증착하거나 부착시켜 줄 수 있다.
도 17을 참조하면, 그리고, 상기 제1 반도체층(11)으로부터 상기 기판(5)을 제거한다. 하나의 예로서, 상기 기판(5)은 레이저 리프트 오프(LLO: Laser Lift Off) 공정에 의해 제거될 수 있다. 레이저 리프트 오프 공정(LLO)은 상기 기판(5)의 하면에 레이저를 조사하여, 상기 기판(5)과 상기 제1 반도체층(11)을 서로 박리시키는 공정이다.
그리고, 도 18에 도시된 바와 같이, 도 17에서 기판이 제거된 구조물을 회전시킨 후, 아이솔레이션 에칭을 수행하여 상기 발광구조물(10)의 측면을 식각하고 상기 보호층(30)의 일부 영역이 노출될 수 있게 된다. 상기 아이솔레이션 에칭은 예를 들어, ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 건식 식각에 의해 실시될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 아이솔레이션 에칭에 의해, 인접한 발광구조물(10)이 서로 분리될 수 있다.
여기서, 상기 발광 구조물(10)의 제1반도체층(11)은 소정 높이(T1)으로 돌출된 돌출부(16)가 형성되도록 에칭될 수 있다. 여기서, 상기 돌출부(16)는 제1도전형의 반도체층이거나 언도프드 반도체층일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 돌출부(16)는 제거될 수 있다.
상기 발광구조물(10)은 제1 도전형의 제1 반도체층(11), 활성층(12), 제2 도전형의 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다.
도 18 및 도 19와 같이 같이, 상기 발광구조물(10)의 상부 면에 요철 구조(11A)가 형성될 수 있다. 상기 발광구조물(10)에 제공되는 요철 구조(11A)는 하나의 예로서 PEC (Photo Electro Chemical) 식각 공정에 의하여 형성될 수 있다. 이에 따라 실시 예에 의하면 외부 광 추출 효과를 상승시킬 수 있게 된다.
도 20과 같이, 상기 발광구조물(10)의 측벽 외측에 보호층(30)의 일부를 에칭하여 상기 캡핑층(35)의 영역을 노출시켜 준다. 이후, 상기 캡핑층(35)의 노출 영역 상에 패드(92)를 형성하게 된다. 이에 따라 상기 패드(92)는 캡핑층(35)과 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자는 상기 발광구조물(10)의 표면과 상기 패드(92)의 둘레에 페시베이션층(95)이 형성될 수 있다. 상기 페시베이션층(95)은 상기 발광구조물(10)을 보호할 수 있다. 상기 페시베이션층(95)은 상기 패드(92)와 상기 발광구조물(10) 사이를 절연시킬 수 있다.
상기 페시베이션층(95)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 페시베이션층(95)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 한편, 상기 페시베이션층(95)은 설계에 따라 생략될 수도 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 발광구조물(10) 위에 형광체층(미도시)이 형성될 수 있다. 이상에서 설명된 제조공정은 하나의 예로서 설명된 것이며, 설계에 따라 또한 목적에 따라 상기 제조공정은 다양하게 변형될 수 있다.
즉, 실시 예에 따른 발광소자는 하나의 소자 내에 개별 구동될 수 있는 복수의 발광구조물을 포함할 수 있다. 실시 예에서는 하나의 발광소자에 1 개의 발광구조물이 배치된 경우를 기준으로 설명하였으나, 하나의 발광소자에 2 개 또는 그 이상의 발광구조물이 배치될 수 있으며, 또한 개별 구동되도록 구현될 수 있다.
상기와 같은 발광 소자는 패키징된 후 보드 상에 탑재되거나, 보드 상에 탑재될 수 있다. 이후 상기에 개시된 실시 예(들)의 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지 또는 발광 모듈을 설명하기로 한다.
도 21는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 21를 참조하면, 발광 소자 패키지(500)는 몸체(515)와, 상기 몸체(515)에 배치된 복수의 리드 프레임(521,523)과, 상기 몸체(515)에 배치되어 상기 복수의 리드 프레임(521,523)과 전기적으로 연결되는 실시 예에 따른 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩 부재(531)를 포함한다.
상기 몸체(515)는 실리콘과 같은 도전성 기판, 폴리프탈아미드(PPA) 등과 같은 합성수지 재질, 세라믹 기판, 절연 기판, 또는 금속 기판(예: MCPCB-Metal core PCB)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 몸체(515)는 상기 발광 소자(100)의 주위에 캐비티(517) 구조에 의해 경사면이 형성될 수 있다. 또한 몸체(515)의 외면도 수직하거나 기울기를 가지면서 형성될 수 있다. 상기 몸체(515)는 상부가 개방된 오목한 캐비티(517)을 갖는 반사부(513)와 상기 반사부(513)를 지지하는 지지부(511) 구조를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(515)의 캐비티(517) 내에는 리드 프레임(521,523) 및 상기 발광 소자(100)가 배치된다. 상기 복수의 리드 프레임(521,523)은 상기 캐비티(517) 바닥에 서로 이격된 제1 리드 프레임(521) 및 제2리드 프레임(523)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 제2리드 프레임(523) 상에 배치되고 연결부재(503)로 제1리드 프레임(521)과 연결될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(521) 및 제2리드 프레임(523)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공한다. 상기 연결 부재(503)는 와이어를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1리드 프레임(521) 및 제2 리드 프레임(523)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있다. 이를 위해 상기 제1리드 프레임(521) 및 제2 리드 프레임(523)상에 별도의 반사층이 더 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 또한, 상기 제1,2 리드 프레임(521,523)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다. 상기 제1리드 프레임(521)의 리드부(522) 및 상기 제2리드 프레임(523)의 리드부(524)는 몸체(515)의 하면에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(521,523)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1, 2리드 프레임(521,523)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩 부재(531)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함하며, 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩 부재(531)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 몰딩 부재(531)는 상면이 플랫하거나 오목 또는 볼록한 형상으로 형성할 수 있다.
상기 몰딩 부재(531) 위에는 렌즈가 배치될 수 있으며, 상기 렌즈는 상기 몰딩 부재(531)와 접촉되거나 비 접촉되는 형태로 구현될 수 있다. 상기 렌즈는 오목 또는 볼록한 형상을 포함할 수 있다. 상기 몰딩 부재(531)는 상면이 평평하거나 볼록 또는 오목하게 형성될 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 위에 어레이될 수 있으며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 렌즈, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 상기 라이트 유닛은 탑뷰 또는 사이드 뷰 타입으로 구현되어, 휴대 단말기 및 노트북 컴퓨터 등의 표시 장치에 제공되거나, 조명장치 및 지시 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 조명 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는 램프, 가로등, 전광판, 전조등을 포함할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시 예에 따른 발광 소자 및 이를 갖는 발광 소자 패키지는 습기에 강한 환경에 이용될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 및 이를 갖는 발광 소자 패키지는 내습성 광원으로 이용될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자는 표시 장치, 차량용 램프, 각 종 조명 기기에 이용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물;
    상기 발광구조물 아래에 배치된 제1접촉층; 상기 제1접촉층 아래에 배치된 반사층; 및 상기 반사층 아래에 배치된 캡핑층을 포함하는 제1전극층;
    상기 제1반도체층에 전기적으로 연결된 제2전극층;
    상기 캡핑층과 상기 발광 구조물 사이의 영역 중에서 외측 둘레에 배치된 보호층;
    상기 반사층의 외측 둘레에 배치된 베리어층; 및
    상기 캡핑층 아래에 배치된 지지 부재를 포함하는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광 구조물의 표면에 배치된 페시베이션층을 포함하며,
    상기 캡핑층의 외곽부는 상기 발광 구조물의 측벽보다 외측에 배치되며,
    상기 보호층은 상기 캡핑층의 외곽부 상에 배치되며,
    상기 페시베이션층은 상기 보호층 상에 배치되는 발광 소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보호층은 상기 발광 구조물과 오버랩되는 내측부 및 상기 캡핑층의 외곽부와 오버랩되는 외측부를 포함하며,
    상기 베리어층은 상기 보호층의 내측부에 배치되는 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 베리어층은 상기 발광 구조물의 하면과 상기 캡핑층의 상면에 접촉되는 발광 소자.
  5. 제2항에 있어서, 상기 베리어층은 상기 제1접촉층과 캡핑층 사이에 배치되는 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 베리어층은 상기 제1접촉층, 상기 캡핑층 및 상기 반사층에 접촉되는 발광 소자.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사층은 이동(migration)을 일으키는 금속을 포함하며,
    상기 베리어층은 상기 반사층과 다른 금속 물질을 포함하는 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 베리어층은 Ni, Ti, Pt, Au, W, Zn, Ag, Al 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  9. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2전극층은 상기 제1반도체층의 상면 위에 배치되며,
    상기 지지 부재는 상기 제1전극층과 전기적으로 연결된 전도성 부재를 포함하며,
  10. 제9항에 있어서, 상기 반사층은 이동(migration)을 일으키는 금속이며,
    상기 베리어층은 상기 반사층과 다른 금속 물질을 포함하는 발광 소자.
  11. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베리어층은 상면 및 하면 중 적어도 하나에 요철 구조를 포함하는 발광 소자.
  12. 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물;
    상기 발광구조물 아래에 배치된 제1접촉층; 상기 제1접촉층 아래에 배치된 반사층; 및 상기 반사층 아래에 배치된 캡핑층을 포함하는 제1전극층;
    상기 제1전극층 아래에 상기 제1반도체층과 전기적으로 연결된 제2전극층;
    상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 절연층;
    상기 캡핑층과 상기 발광 구조물 사이의 영역 중에서 외측 둘레에 배치된 보호층; 및
    상기 반사층의 외측 둘레에 배치된 베리어층을 포함하며,
    상기 베리어층은 상기 반사층과 다른 금속을 포함하는 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서, 상기 발광 구조물의 표면에 배치된 페시베이션층을 포함하며,
    상기 캡핑층의 외곽부는 상기 발광 구조물의 측벽보다 외측에 배치되며,
    상기 보호층은 상기 캡핑층의 외곽부 상에 배치되며,
    상기 페시베이션층은 상기 보호층 상에 배치되는 발광 소자.
  14. 제12항에 있어서, 상기 보호층은 상기 발광 구조물과 오버랩되는 내측부 및 상기 캡핑층의 외곽부와 오버랩되는 외측부를 포함하며,
    상기 베리어층은 상기 보호층의 내측부에 배치되는 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서, 상기 베리어층은 상기 발광 구조물의 하면과 상기 캡핑층의 상면에 접촉되는 발광 소자.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베리어층은 상기 반사층의 두께보다 두꺼운 두께를 갖고,
    상기 베리어층은 Ni, Ti, Pt, Au, W, Zn, Ag, Al 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  17. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2전극층은, 상기 절연층과 지지 부재 사이에 확산 방지층; 및 상기 확산 방지층과 상기 지지 부재 사이에 본딩층을 포함하며,
    상기 캡핑층의 외측 접촉부 상에 패드를 포함하는 발광 소자.
  18. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베리어층은 상면 및 하면 중 적어도 하나에 요철 구조를 포함하는 발광 소자.
  19. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베리어층은 상기 발광 구조물과 상기 캡핑층 사이에 접촉된 제1베리어층, 및 상기 제1접촉층과 상기 캡핑층 사이에 배치된 제2베리어층을 포함하는 발광 소자.
  20. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베리어층은 상기 발광 구조물의 하면 외측 둘레를 따라 루프 형상, 링 형상 또는 프레임 형상으로 형성되는 발광 소자.
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