WO2017222279A1 - 반도체 소자 - Google Patents

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electrode
area
conductive
semiconductor layer
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박수익
성연준
김민성
이용경
이은득
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엘지이노텍 주식회사
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Definitions

  • the embodiment relates to a semiconductor device.
  • a semiconductor device including a compound such as GaN, AlGaN, etc. has many advantages, such as having a wide and easy-to-adjust band gap energy, and can be used in various ways as a light emitting device, a light receiving device, and various diodes.
  • light emitting devices such as light emitting diodes and laser diodes using semiconductors of Group 3-5 or Group 2-6 compound semiconductors have been developed through the development of thin film growth technology and device materials.
  • Various colors such as blue and ultraviolet light can be realized, and efficient white light can be realized by using fluorescent materials or combining colors.Low power consumption, semi-permanent lifespan, and fast response speed compared to conventional light sources such as fluorescent and incandescent lamps can be realized. It has the advantages of safety, environmental friendliness.
  • a light-receiving device such as a photodetector or a solar cell
  • a group 3-5 or 2-6 compound semiconductor material of a semiconductor the development of device materials absorbs light in various wavelength ranges to generate a photocurrent.
  • light in various wavelengths can be used from gamma rays to radio wavelengths. It also has the advantages of fast response speed, safety, environmental friendliness and easy control of device materials, making it easy to use in power control or microwave circuits or communication modules.
  • the semiconductor device may replace a light emitting diode backlight, a fluorescent lamp, or an incandescent bulb, which replaces a cold cathode tube (CCFL) constituting a backlight module of an optical communication means, a backlight of a liquid crystal display (LCD) display device.
  • CCFL cold cathode tube
  • LCD liquid crystal display
  • the light emitting device that emits light in the ultraviolet wavelength region can be used for curing, medical treatment, and sterilization by curing or sterilizing.
  • the light emitting device that emits light in the ultraviolet wavelength region has a problem that current is not well dispersed in the semiconductor layer because of high Al composition. Therefore, there is a problem that the light output is weakened and the operating voltage is increased.
  • the embodiment provides a semiconductor device having improved light output.
  • the present invention provides a semiconductor device capable of adjusting the orientation angle.
  • the semiconductor device may include a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer.
  • a light emitting structure including a conductive semiconductor layer and a plurality of recesses penetrating through the active layer to a part of the first conductive semiconductor layer; A plurality of first electrodes disposed in the plurality of recesses and electrically connected to the first conductive semiconductor layer; And a second electrode electrically connected to the second conductive semiconductor layer, wherein the first area in which the plurality of first electrodes contact the first conductive semiconductor layer and the second electrode are in the second conductive type.
  • the ratio (first area: second area) of the second area in contact with the type semiconductor layer is from 1: 3 to 1:10.
  • the first area may be greater than or equal to 7.4% and less than or equal to 20% of the maximum horizontal cross-sectional area of the light emitting structure.
  • the second area may be 35% or more and 70% or less of the horizontal maximum cross-sectional area of the light emitting structure.
  • An area of the plurality of recesses may be 13% or more and 30% or less of the horizontal maximum cross-sectional area of the light emitting structure.
  • the active layer may generate light in the ultraviolet wavelength range.
  • the recess may have a diameter of 38 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less.
  • the inclination angle of the side surface of the recess may be 70 degrees or more and 90 degrees or less.
  • the diameter of the first electrode may be 24 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the first conductive semiconductor layer includes a low resistance layer disposed adjacent to the active layer and a high resistance layer disposed on the low resistance layer, wherein the high resistance layer has a higher Al content than the low resistance layer.
  • One electrode may be disposed in the low resistance layer.
  • Top surfaces of the plurality of recesses may include a first region where the first electrode layer and the first conductive semiconductor layer contact each other, a second region where the first insulating layer and the first conductive semiconductor layer contact each other, and a second insulating layer and the first conductive layer.
  • the semiconductor layer may include a third region in contact with the type semiconductor layer.
  • the width of the second region may be 11 ⁇ m to 28 ⁇ m.
  • the width of the third region may be 1 ⁇ m to 4 ⁇ m.
  • a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer are disposed in a first direction, and pass through the second conductive semiconductor layer and the active layer.
  • a light emitting structure including a plurality of recesses disposed up to a portion of the first conductive semiconductor layer; And a plurality of first electrodes disposed in the plurality of recesses and electrically connected to the first conductive semiconductor layer, wherein the plurality of first electrodes is a second direction when the direction perpendicular to the first direction is the second direction.
  • the maximum cross-sectional area of the two recesses in the second direction is 20% or more and 30% or less of the maximum cross-sectional area of the light emitting structure in the second direction.
  • the light output of the semiconductor device may be improved.
  • the orientation angle of the semiconductor device can be adjusted.
  • the operating voltage of the semiconductor device may be lowered.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged view of portion A of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a plan view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a plan view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a graph measuring operating voltages of semiconductor devices according to example embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a plan view of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view of a semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view of a semiconductor device according to a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a plan view of a semiconductor device according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a plan view of a semiconductor device according to a twelfth embodiment of the present invention.
  • 19 is a graph illustrating light output of semiconductor devices according to ninth to twelfth embodiments.
  • 20 is a graph measuring operating voltages of semiconductor devices according to the ninth to twelfth embodiments.
  • 21 is a conceptual diagram of a light emitting structure according to an embodiment of the present invention.
  • 22 is a graph measuring the aluminum composition of the light emitting structure
  • 23A and 23B are views for explaining a configuration in which light output is improved according to a change in the number of recesses.
  • 24 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a top view of FIG. 24;
  • FIG. 26 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 25;
  • FIG. 28 is a first modification of FIG. 27;
  • FIG. 29 is a second modification of FIG. 27.
  • FIG. 30 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a top view of FIG. 30,
  • FIG. 32 is an enlarged view of a portion B-1 of FIG. 31;
  • 33 is an enlarged view of a portion B-2 of FIG. 31;
  • FIG. 34 is a sectional view along the B-B direction in FIG. 32;
  • FIG. 37 is a third modified example of FIG. 33.
  • FIG. 39 is a top view of FIG. 38.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view taken along the C-C direction of FIG.
  • FIG. 41 is a first modification of FIG. 40
  • FIG. 42 is a second modification of FIG. 40
  • FIG. 43 is a conceptual diagram of a semiconductor device package according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 46 is a detailed view of a portion of FIG. 45;
  • 47 to 49 are views showing in detail a part of the seventeenth to nineteenth embodiments of the semiconductor device.
  • FIG. 50 is a plan view of a twentieth embodiment of a semiconductor device
  • FIG. 51 is a cross-sectional view taken along the line K-K 'of the semiconductor device of FIG.
  • FIG. 52 is a view showing a package in which semiconductor elements are disposed
  • FIG. 53 is a plan view of a semiconductor device package according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 54 is a modification of FIG. 53.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged view of portion A of FIG. 1.
  • a semiconductor device may include a light emitting structure 120 including a first conductive semiconductor layer 122, a second conductive semiconductor layer 126, and an active layer 124, and a first conductive layer.
  • the first electrode 142 is electrically connected to the semiconductor semiconductor layer 122
  • the second electrode 246 is electrically connected to the second conductive semiconductor layer 126.
  • the first conductive semiconductor layer 122, the active layer 124, and the second conductive semiconductor layer 126 may be disposed in the first direction (Y direction).
  • first direction (Y direction) which is the thickness direction of each layer, is defined as the vertical direction
  • second direction (X direction) perpendicular to the first direction (Y direction) is defined as the horizontal direction.
  • the light emitting structure 120 may output light in the ultraviolet wavelength band.
  • the light emitting structure 120 may output light in the near ultraviolet wavelength band (UV-A), may output light in the far ultraviolet wavelength band (UV-B), or light in the deep ultraviolet wavelength band (UV-A).
  • C) can be output.
  • the wavelength range may be determined by the composition ratio of Al of the light emitting structure 120.
  • the light (UV-A) in the near ultraviolet wavelength band may have a wavelength in the range of 320 nm to 420 nm
  • the light in the far ultraviolet wavelength band (UV-B) may have a wavelength in the range of 280 nm to 320 nm
  • deep ultraviolet light Light in the wavelength band (UV-C) may have a wavelength in the range of 100nm to 280nm.
  • the light emitting structure 120 may include a plurality of recesses 128 formed through the second conductive semiconductor layer 126 and the active layer 124 to a portion of the first conductive semiconductor layer 122. .
  • the first electrode 142 may be disposed on the top surface of the recess 128 to be electrically connected to the first conductive semiconductor layer 122.
  • the second electrode 246 may be formed under the second conductive semiconductor layer 126.
  • the second electrode 246 may be partitioned by the recess 128.
  • the first electrode 142 and the second electrode 246 may be ohmic electrodes.
  • the first electrode 142 and the second electrode 246 are indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IZAZO), and indium gallium zinc oxide (IGZO).
  • IGTO Indium gallium tin oxide
  • AZO aluminum zinc oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • GZO gallium zinc oxide
  • IZO IZO Nitride
  • AGZO Al-Ga ZnO
  • IGZO In-Ga ZnO
  • ZnO IrOx, RuOx, NiO, RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, or Ni / IrOx / Au / ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, At least one of Ru, Mg, Zn, Pt, Au, and Hf may be formed, but is not limited thereto.
  • the second electrode pad 166 may be disposed in one corner region of the semiconductor device.
  • the second electrode pad 166 may have a recessed portion and a convex portion at an upper surface thereof because the center portion thereof is recessed. Wires (not shown) may be bonded to the recesses of the upper surface. Therefore, the adhesive area is widened, and the second electrode pad 166 and the wire may be more firmly bonded.
  • the second electrode pad 166 may reflect light. Therefore, the closer the light emitting structure 120 is to the second electrode pad 166, the light extraction efficiency may be improved.
  • the shortest distance between the second electrode pad 166 and the light emitting structure 120 may be 5 ⁇ m to 30 ⁇ m. If it is smaller than 10 ⁇ m, it is difficult to secure a process margin. If it is larger than 30 ⁇ m, the area in which the second electrode pad 166 is disposed in the entire device may be widened, thereby reducing the area of the light emitting layer 24 and reducing the amount of light.
  • the height of the convex portion of the second electrode pad 166 may be higher than that of the active layer 124. Accordingly, the second electrode pad 166 may reflect light emitted in the horizontal direction of the device from the active layer 124 to the top to improve light extraction efficiency and to control the direction angle.
  • the first insulating layer 131 may be partially opened under the second electrode pad 166 to electrically connect the second conductive layer 150 and the second electrode 246.
  • the passivation layer 180 may be formed on the top and side surfaces of the light emitting structure 120. The passivation layer 180 may contact the first insulating layer 131 in a region adjacent to the second electrode 246 or under the second electrode 246.
  • the width d22 of a portion where the first insulating layer 131 is opened so that the second electrode 246 contacts the second conductive layer 150 may be, for example, 40 ⁇ m to 90 ⁇ m. If the thickness is smaller than 40 ⁇ m, the operating voltage may be increased. If the thickness is larger than 90 ⁇ m, it may be difficult to secure a process margin for not exposing the second conductive layer 150 to the outside. When the second conductive layer 150 is exposed to the outer region of the second electrode 246, the reliability of the device may be degraded. Accordingly, the width d22 may be 60% to 95% of the total width of the second electrode 246.
  • TM mode GaN-based blue light emitting device
  • the first electrode 142 may be disposed by forming a larger number of recesses 128 than the general GaN semiconductor for current diffusion.
  • the first insulating layer 131 may electrically insulate the first electrode 142 from the active layer 124 and the second conductive semiconductor layer 126. In addition, the first insulating layer 131 may electrically insulate the second electrode 246 and the second conductive layer 150 from the first conductive layer 165.
  • the first insulating layer 131 may be formed by selecting at least one selected from the group consisting of SiO 2 , SixOy, Si 3 N 4, SixNy, SiO x Ny, Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like, but is not limited thereto.
  • the first insulating layer 131 may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the first insulating layer 131 may be a distributed Bragg reflector (DBR) having a multilayer structure including silver Si oxide or a Ti compound.
  • DBR distributed Bragg reflector
  • the present invention is not limited thereto, and the first insulating layer 131 may include various reflective structures.
  • the light extraction efficiency may be improved by reflecting upward the light L1 emitted from the active layer 124 toward the side surface. As will be described later, as the number of recesses 128 increases, the light extraction efficiency may be more effective.
  • the diameter W3 of the first electrode 142 may be 24 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less. If this range is satisfied, it may be advantageous for current dispersion, and a large number of first electrodes 142 may be disposed.
  • the diameter W3 of the first electrode 142 is smaller than 24 ⁇ m, when the current injected into the first conductive semiconductor layer 122 may not be sufficient and is larger than 50 ⁇ m, the first conductive semiconductor layer ( Since the number of the plurality of first electrodes 142 disposed in the area of 122 may not be sufficient, it may be disadvantageous in current dispersion characteristics.
  • the diameter W1 of the recess 128 may be 38 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less.
  • the diameter W1 of the recess 128 may be disposed under the second conductive semiconductor layer 126 to define the largest area of the recess 128.
  • the diameter W1 of the recess 128 is smaller than 38 ⁇ m, it is difficult to secure a process margin in forming the first electrode 142 disposed inside the recess 128. Since the volume of the light emitting layer 124 adjacent to the first electrode 142 is increased, the light emission efficiency may decrease.
  • the diameter W2 of the upper surface 143 of the recess 128 may be 30 ⁇ m or more and 58 ⁇ m or less.
  • the diameter W1 of the recess 128 may be 56 ⁇ m, and the diameter W2 of the upper surface may be 54 ⁇ m.
  • the inclination angle ⁇ 5 of the recess 128 may be 70 degrees to 90 degrees. If the area range is satisfied, it may be advantageous to form the first electrode 142 on the upper surface, and a large number of recesses 128 may be formed.
  • the inclination angle ⁇ 5 is smaller than 70 degrees, there is a problem in that the volume of the light emitting layer 124 removed is increased, and thus the luminous efficiency may decrease.
  • An area of the first electrode 142 and the second electrode 246 may be adjusted by using the inclination angle ⁇ 5 of the recess 128.
  • the thickness d2 of the first electrode 142 may be thinner than the thickness d3 of the first insulating layer 131, and may have a distance d4 of 0 ⁇ m to 4 ⁇ m from the first insulating layer 131. Can be.
  • the gap-fill characteristic of the second insulating layer 132 may be improved by having the separation distance d4 from the first insulating layer 131.
  • the separation distance d4 between the first electrode 142 and the first insulating layer 131 may be 0 ⁇ m to 4 ⁇ m.
  • An upper surface 143 of the recess 128 may include a first region d5 and a second insulating layer 132 and a first conductive semiconductor in contact with the first insulating layer 131 and the first conductive semiconductor layer 122.
  • the second region d4 may contact the layer 122, and the third region d6 may contact the first electrode layer 142 and the first conductive semiconductor layer 122.
  • the third region d6 may be equal to the width W of the first electrode 142.
  • the first insulating layer 142 and the second insulating layer 132 are made of the same material, the first insulating layer 142 and the second insulating layer 132 may not be separated from each other by physical and / or chemical bonding. It may be.
  • the sum of the width of the first region d5 and the width of the second region d4 may be defined as the width of the first region d5 or the width of the second region d4.
  • the third region d6 When the width of the first region d5 is widened, the third region d6 may be narrowed, and when the width of the first region d5 is widened, the third region d6 may be widened.
  • the width of the first region d5 may be 11 ⁇ m to 28 ⁇ m. If less than 11 ⁇ m, it is difficult to secure the process margin can reduce the reliability of the device, if larger than 28 ⁇ m the width (W3) of the first electrode layer 142 may reduce the electrical characteristics.
  • the width of the third region d6 may be determined by adjusting the width of the first region d5 and the width of the second region d4.
  • the width of the recess 128 can be freely designed within the above range to uniformize the current distribution throughout the device and optimize current injection.
  • the width of the recess 128 may be determined by adjusting the widths of the first region d5, the second region d4, and the third region d6.
  • the area of the recess 128 is large, the area in which the second electrode 246 may be disposed is reduced.
  • the ratio of the first electrode 142 and the second electrode 246 can be determined, and the width of the recess 128 is optimized within the above range to match the density of electrons and holes to optimize the current density. You can design freely at.
  • the thickness of the second electrode 246 may be thinner than the thickness of the first insulating layer 131.
  • the second electrode 246 may have a first separation distance S2 of 1 ⁇ m to 4 ⁇ m from the first insulating layer 131.
  • first separation distance S2 1 ⁇ m to 4 ⁇ m from the first insulating layer 131.
  • the second conductive layer 150 may cover the second electrode 246. Accordingly, the second electrode pad 166, the second conductive layer 150, and the second electrode 246 may form one electrical channel.
  • the second conductive layer 150 completely surrounds the second electrode 246 and may be in contact with the side surface and the top surface of the first insulating layer 131.
  • the second conductive layer 150 is made of a material having good adhesion to the first insulating layer 131, and at least one material selected from the group consisting of materials such as Cr, Al, Ti, Ni, Au, and the like. It may be made of an alloy, it may be made of a single layer or a plurality of layers.
  • the thermal and electrical reliability of the second electrode 246 may be improved.
  • it may have a reflection function to reflect the light emitted between the first insulating layer 131 and the second electrode 246 to the top.
  • the second conductive layer 150 may be disposed at a second separation distance between the first insulating layer 131 and the second electrode 246.
  • the second conductive layer 150 may contact the side and top surfaces of the second electrode 246 and the side and top surfaces of the first insulating layer 131 at the second separation distance.
  • a region in which the Schottky junction is formed by contacting the second conductive layer 150 and the second conductive semiconductor layer 126 within the second separation distance may be disposed, and current distribution may be facilitated by forming the Schottky junction. Can be.
  • the second insulating layer 132 electrically insulates the second electrode 246 and the second conductive layer 150 from the first conductive layer 165.
  • the first conductive layer 165 may extend into the recess formed in the second insulating layer 132 to be electrically connected to the first electrode 142.
  • the thickness of the first insulating layer 131 may be smaller than the thickness of the second insulating layer 132.
  • the thickness of the first insulating layer 131 may be 3000 ohms to 7000 ohms. When it is thinner than 3000 ohms strong, electrical reliability may be degraded.
  • thicker than 7000 ohms strong when the second conductive layer 150 is disposed above and on the side of the first insulating layer 131, the second conductive layer 150 is disposed.
  • the step coverage characteristics of the film may not be good and may cause peeling or cracking. In the case of causing peeling or cracking, it may cause a problem that the electrical reliability is lowered or the light extraction efficiency is lowered.
  • the second insulating layer 132 may have a thickness of 4000 ohms to 10,000 ohms. If it is thinner than 4000 ohms strong, the electrical reliability of the device may be degraded. If it is thicker than 10000 ohms strong, the reliability may be degraded by the pressure or thermal stress applied to the device during the process. Can cause a problem.
  • the thickness of the first insulating layer 131 and the second insulating layer 132 is not limited thereto.
  • the first conductive semiconductor layer 122 may be formed of a compound semiconductor such as a III-V group or a II-VI group, and the first conductive semiconductor layer 122 may be formed on the first conductive semiconductor layer 122.
  • One dopant may be doped.
  • the first conductive semiconductor layer 122 is a semiconductor material having a composition formula of Inx1Aly1Ga1-x1-y1N (0 ⁇ x1 ⁇ 1, 0 ⁇ y1 ⁇ 1, 0 ⁇ x1 + y1 ⁇ 1), for example, GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN and the like can be selected.
  • the first dopant may be an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, or Te.
  • the first conductive semiconductor layer 122 doped with the first dopant may be an n-type semiconductor layer.
  • the first conductive semiconductor layer 122 may have a low resistance layer 122a having a relatively low Al composition and a high resistance layer 122b having a relatively high Al composition.
  • the high resistance layer 122b may be 60% to 70% of Al, and the low resistance layer 122a may be 40% to 50% of Al.
  • the low resistance layer 122a is disposed adjacent to the active layer 124.
  • the first electrode 142 may be disposed in the low resistance layer 122a. That is, the recess 128 is preferably formed in the low resistance layer 122a. This is because the high resistance layer 122b has a high Al composition and a relatively low current spreading characteristic. Accordingly, the first electrode 142 may contact the low resistance layer 122a to form ohmic inside the recess 128, and light emitted from the high resistance layer 122b may be absorbed by the high resistance layer 122b. Luminous efficiency can be improved.
  • the active layer 124 is a layer where electrons (or holes) injected through the first conductive semiconductor layer 122 meet holes (or electrons) injected through the second conductive semiconductor layer 126.
  • the active layer 124 transitions to a low energy level as electrons and holes recombine, and may generate light having a corresponding wavelength.
  • the active layer 124 may have any one of a single well structure, a multi well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, or a quantum line structure, and the active layer 124.
  • the structure of is not limited to this.
  • the active layer may comprise Al.
  • the second conductive semiconductor layer 126 is formed on the active layer 124, and may be implemented as a compound semiconductor such as a group III-V group or a group II-VI group, and a second layer on the second conductive semiconductor layer 126. Dopants may be doped.
  • the second conductive semiconductor layer 126 is a semiconductor material having a composition formula of Inx5Aly2Ga1-x5-y2N (0 ⁇ x5 ⁇ 1, 0 ⁇ y2 ⁇ 1, 0 ⁇ x5 + y2 ⁇ 1) or AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs It may be formed of a material selected from GaAsP, AlGaInP.
  • the second dopant is a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba
  • the second conductive semiconductor layer 126 doped with the second dopant may be a p-type semiconductor layer.
  • the second conductive semiconductor layer 126 is AlGaN
  • hole injection may not be smooth due to low electrical conductivity.
  • GaN having a relatively high electrical conductivity and having the same polarity as that of the second conductive semiconductor layer 126 may be disposed on the bottom surface of the second conductive semiconductor layer 126.
  • the present invention is not limited thereto, and the surface layer of the second conductive semiconductor layer 126 in contact with the second electrode may be AlGaN as described below.
  • the second conductive layer 150 may electrically connect the second electrode 246 and the second electrode pad 166.
  • the second conductive layer 150 may be made of at least one material selected from the group consisting of materials such as Cr, Al, Ti, Ni, Au, and alloys thereof, and may be formed of a single layer or a plurality of layers. .
  • the first conductive layer 165 and the bonding layer 160 may be disposed along the shape of the bottom surface and the recess 128 of the light emitting structure 120.
  • the first conductive layer 165 may be made of a material having excellent reflectance.
  • the first conductive layer 165 may include aluminum.
  • the electrode layer 165 includes aluminum, the light extraction efficiency may be improved by reflecting light emitted from the active layer 124 toward the substrate 170.
  • the bonding layer 160 may comprise a conductive material.
  • the bonding layer 160 may include a material selected from the group consisting of gold, tin, indium, aluminum, silicon, silver, nickel, and copper, or an alloy thereof.
  • the substrate 170 may be made of a conductive material.
  • the substrate 170 may include a metal or a semiconductor material.
  • the substrate 170 may be a metal having excellent electrical conductivity and / or thermal conductivity. In this case, heat generated during the operation of the semiconductor device may be quickly released to the outside.
  • the substrate 170 may include a material selected from the group consisting of silicon, molybdenum, silicon, tungsten, copper, and aluminum, or an alloy thereof.
  • the second electrode pad 166 may be made of a conductive material.
  • the second electrode pad 166 may have a single layer or a multilayer structure, and may include titanium (Ti), nickel (Ni), silver (Ag), and gold (Au).
  • the second electrode pad 166 may have a structure of Ti / Ni / Ti / Ni / Ti / Au.
  • the passivation layer 180 may be disposed on the top and side surfaces of the light emitting structure 120.
  • the passivation layer 180 may have a thickness of 2000 ohms to 5000 ohms. If it is smaller than 2000 ohms strong, it is not enough to protect the device from external moisture or foreign substances, which may lower the electric and optical reliability of the device. If it is thicker than 5000 ohms strong, the stress applied to the device increases, resulting in optical and electrical reliability. The lower the cost or the longer the processing time, the higher the cost of the device may cause a problem.
  • Unevenness may be formed on an upper surface of the light emitting structure 120. Such unevenness may improve extraction efficiency of light emitted from the light emitting structure 120.
  • the unevenness may have a different average height according to the ultraviolet wavelength, and in the case of UV-C, the light extraction efficiency may be improved when the UV-C has a height of about 300 nm to 800 nm and an average of about 500 nm to 600 nm.
  • FIG. 3 is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a plan view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
  • 6 is a graph measuring light output of semiconductor devices according to the first to third embodiments
  • FIG. 7 is a graph measuring operating voltages of semiconductor devices according to the first to third embodiments.
  • the effective light emitting area P2 may be defined as an area up to a boundary point having a current density of 40% or less based on the current density at a nearby point of the first electrode 142 having the highest current density. For example, the distance from 5 ⁇ m to 40 ⁇ m from the center of the recess 128 may be defined as the boundary point. However, it may vary depending on the level of the injection current and the composition of Al.
  • the low current density region P3 between the neighboring first electrodes 142 may have a low current density and thus hardly contribute to light emission. Therefore, in the embodiment, the first electrode 142 may be further disposed in the low current density region P3 having a low current density, thereby improving light output.
  • the area of the low current density region P3 is reduced compared to FIG. 3.
  • the area of the low current density region P3 is further reduced compared to FIG. 4.
  • the current dispersion characteristics are relatively excellent, it is desirable to minimize the area of the recess and the first electrode. This is because the larger the area of the recess and the first electrode, the smaller the area of the active layer.
  • the Al composition is high and the current spreading characteristics are relatively low, it may be desirable to increase the number of first electrodes even at the expense of the area of the active layer.
  • the ratio of the diameter W1 of the recess based on the total size of the chip may be 1: 0.038 to 1: 0.060. It is difficult to secure a process margin in forming the first electrode 142 disposed inside the recess 128 when it is smaller than 1: 0.038, and the light emitting layer adjacent to the first electrode 142 that is removed when it is larger than 1: 0.060. Since the volume of 124 is increased, luminous efficiency may be reduced.
  • the size of the chip may be 1000 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the ratio of the diameter W3 of the first electrode based on the total size of the chip may be 1: 0.024 to 1: 0.050. If less than 1: 0.024, the current injected into the first conductive semiconductor layer 122 may not be sufficient, and if greater than 1: 0.050, a plurality of agents may be disposed in the area of the first conductive semiconductor layer 122. Since the number of one electrodes 142 may not be sufficient, it may be disadvantageous in current dispersion characteristics.
  • the second embodiment having 31 recesses 128 has improved 114.7%. You can check it.
  • the number of recesses is 44, the light output is improved by 140.1%. That is, although the total area of the active layer is reduced, it can be seen that the area of the active layer participating in the light emission is increased.
  • the second embodiment having 31 recesses 128 has a low operating voltage of 87%. You can see that you lost. In addition, when the number of recesses is 44, it can be seen that the operating voltage is lowered to 78%. That is, it can be confirmed that the operating voltage is lowered by increasing the total area of the first electrode to improve the current dispersion characteristic.
  • FIG. 8 is a plan view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a plan view of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • 11 is a plan view of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a graph measuring light output of the semiconductor devices according to the fourth to seventh embodiments
  • FIG. 13 is a fourth view. To graphs measuring operating voltages of the semiconductor device according to the seventh embodiment.
  • the recesses 128 may not be disposed in a straight line in the horizontal and vertical directions, but may be disposed in a zigzag manner. In this case, it can be seen that the area of the low current density region P3 is further narrowed.
  • the first area where the plurality of first electrodes 142 contact the first conductive semiconductor layer 122 is not less than 7.4% and not more than 20%, or not less than 10% and not more than 20% of the horizontal maximum cross-sectional area of the light emitting structure 120. Can be.
  • the first area may be a total area where each first electrode 142 contacts the first conductive semiconductor layer 122.
  • the first area of the plurality of first electrodes 142 is less than 7.4%, the light output may not be sufficient due to insufficient current spreading characteristics. If the first area of the plurality of first electrodes 142 is greater than 20%, the areas of the active layer and the second electrode may be excessively reduced. Therefore, there is a problem that the operating voltage rises and the light output decreases.
  • the total area of the plurality of recesses 128 may be 13% or more and 30% or less of the horizontal maximum cross-sectional area of the light emitting structure 120. If the total area of the recess 128 does not satisfy the above condition, it is difficult to control the total area of the first electrode 142 to 7.4% or more and 20% or less. In addition, there is a problem that the operating voltage rises and the light output decreases.
  • the second area where the second electrode 246 contacts the second conductive semiconductor layer 126 may be 35% or more and 70% or less of the horizontal maximum cross-sectional area of the light emitting structure 120.
  • the second area may be a total area where the second electrode 246 contacts the second conductive semiconductor layer 126.
  • the second area is less than 35%, the area of the second electrode is small, which increases the operating voltage and decreases the hole injection efficiency. If the second area exceeds 70%, there is a problem that the first area cannot be effectively expanded, so that the electron injection efficiency is lowered.
  • the first area and the second area have an inverse relationship. If the number of recesses is increased to increase the number of first electrodes, the area of the second electrode is reduced. In order to increase the light output, the dispersion characteristics of electrons and holes must be balanced. Therefore, it is important to determine an appropriate ratio between the first area and the second area.
  • the light output is improved based on 100% of the light output of the fourth embodiment having 48 recesses 128.
  • the operating voltage decreases based on 100% of the operating voltages of the fourth embodiment having 48 recesses 128.
  • Table 1 shows the area of the light emitting structures of Examples 1 to 7, the area (second area) of the p-omic electrode, the area of the recess, the area (first area) of the n-omic electrode, and the number of recesses. Measured.
  • the horizontal maximum area of the light emitting structure may be the sum of the area and the recess area of the light emitting structure. That is, the horizontal maximum area (sum of the light emitting structure and the recess area) of the light emitting structure may be 100%, and each area may be a value calculated based on the horizontal maximum area of the light emitting structure.
  • the area of the light emitting structure may be an area excluding the recess area from the maximum area of the light emitting structure. That is, as the recess area increases, the area of the light emitting structure decreases.
  • the recess area is the ratio of the total area occupied by the recess.
  • the area of the p-omic electrode is the area ratio of the second electrode that decreases as the number of recesses increases.
  • the n-omic electrode area is the area ratio of the first electrode that increases as the number of recesses 128 increases.
  • Example 1 96.1 88.1 3.9 2.2 1:40 14
  • Example 2 91.3 79.4 8.7 4.8 1: 16.5 31
  • Example 3 87.5 73.5 12.5 7.0 1: 10.5 44
  • Example 4 86.4 70.7 13.6 7.4 1: 9.55 48
  • Example 5 82.4 63.4 17.6 9.7 1: 6.53 62
  • Example 6 78.1 55.6 21.9 12.1 1: 4.59 77
  • the ratio (first area: second area) of the first area where the plurality of first electrodes contact the first conductive semiconductor layer and the second area where the second electrode contacts the second conductive semiconductor layer is 1: 3. To 1:10.
  • the first area When the area ratio is larger than 1:10, the first area may be relatively small, which may lower current dispersion characteristics. For example, in Example 1, since the first area is only about 1.8%, current injection efficiency may decrease. As a result, light is emitted only in the region adjacent to the first electrode.
  • the chip size, the recess, and the size of the first electrode were controlled to be the same.
  • the diameter of the recess 128 may be 56 ⁇ m
  • the diameter of the first electrode may be 42 ⁇ m.
  • the first area becomes larger and the second area becomes smaller.
  • FIG. 14 is a plan view of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention
  • FIG. 15 is a plan view of a semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention
  • FIG. 16 is a semiconductor device according to a tenth embodiment of the present invention
  • 17 is a plan view of a semiconductor device according to an eleventh embodiment of the present invention
  • FIG. 18 is a plan view of a semiconductor device according to a twelfth embodiment of the present invention
  • FIG. 19 is a ninth to twelfth embodiment.
  • FIG. 20 is a graph measuring light output of a semiconductor device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the diameter of the recess 128 was reduced to increase the number of the recesses 128 to 181.
  • the diameter W12 of the recess 128 may be 38 ⁇ m
  • the diameter W32 of the first electrode may be 24 ⁇ m.
  • the diameter of the recess 128 was further reduced to increase the number of the recesses 128 to 236.
  • the diameter W13 of the recess 128 may be 32 ⁇ m
  • the diameter W33 of the first electrode may be 20 ⁇ m.
  • Table 2 is a table measuring the area of the light emitting structure, the area ratio of the p- ohmic electrode, the total area ratio of the recess, the total area of the n- ohmic electrode, and the number of recesses of Examples 8 to 12.
  • the horizontal maximum area of the light emitting structure may be the sum of the area and the recess area of the light emitting structure. That is, the horizontal maximum area (sum of the light emitting structure and the recess area) of the light emitting structure may be 100%, and each area may be a value calculated based on the horizontal maximum area of the light emitting structure.
  • the ratio between the first area and the second area may be less than 1: 3.
  • Table 1 and Table 2 summarize the ratio of the first area where the plurality of first electrodes are in contact with the first conductive semiconductor layer and the second area where the second electrode is in contact with the second conductive semiconductor layer (first area).
  • the second area is 1: 3 to 1:10
  • the number or area of the recesses can be optimized to easily manufacture and effectively increase the light output.
  • the operating voltage can be effectively lowered.
  • the ratio of the first area to the second area can be controlled by various methods. For example, when the number or area of recesses is increased, the first area may be increased and the second area may be decreased.
  • the present invention is not limited thereto, and various factors may be controlled to adjust the ratio of the first area and the second area.
  • the area of the first electrode may be controlled by controlling the width d5 of the first insulating layer disposed on the upper surface of the recess, and extending below the second conductive semiconductor layer 126.
  • the area of the second electrode may be controlled by controlling the separation distance between the first insulating layer 131 and the second electrode 246.
  • the spacing between the plurality of recesses may be at least 9.0 ⁇ m or at least 13.5 ⁇ m.
  • the spacing between the second electrodes was 56 ⁇ m, in the ninth embodiment, 19 ⁇ m, in the tenth embodiment, 13.5 ⁇ m, and in the eleventh embodiment 9.0 ⁇ m, and in the twelfth example, it was 8.5 ⁇ m.
  • the area of the active layer decreases, but only the distance between the second electrodes approaches, resulting in a decrease in light output and an increase in operating voltage.
  • FIG. 21 is a conceptual diagram of a light emitting structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 22 is a graph measuring the aluminum composition of FIG. 21.
  • the light emitting structure 120 may output light in the ultraviolet wavelength band.
  • the light emitting structure may output light in the near ultraviolet wavelength range (UV-A), may output light in the far ultraviolet wavelength range (UV-B), and emit light in the deep ultraviolet wavelength range (UV-C).
  • UV-A near ultraviolet wavelength range
  • UV-B far ultraviolet wavelength range
  • UV-C deep ultraviolet wavelength range
  • the wavelength range may be determined by the composition ratio of Al of the light emitting structure 120.
  • the light (UV-A) in the near ultraviolet wavelength band may have a wavelength in the range of 320 nm to 420 nm
  • the light in the far ultraviolet wavelength band (UV-B) may have a wavelength in the range of 280 nm to 320 nm
  • deep ultraviolet light Light in the wavelength band (UV-C) may have a wavelength in the range of 100nm to 280nm.
  • a semiconductor device may include a first conductive semiconductor layer 124, a second conductive semiconductor layer 127, and a first conductive semiconductor layer 124 and a second conductive semiconductor layer. It includes a light emitting structure 120 including an active layer 126 disposed between the (127).
  • the first conductive semiconductor layer 124 may be formed of a compound semiconductor such as a III-V group or a II-VI group, and may be doped with a first dopant.
  • the first conductive semiconductor layer 124 is a semiconductor material having a composition formula of In x1 Al y1 Ga 1 -x1 -y1 N (0 ⁇ x1 ⁇ 1, 0 ⁇ y1 ⁇ 1, 0 ⁇ x1 + y1 ⁇ 1), for example For example, it may be selected from GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN and the like.
  • the first dopant may be an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, or Te. When the first dopant is an n-type dopant, the first conductive semiconductor layer 124 doped with the first dopant may be an n-type semiconductor layer.
  • the active layer 126 is disposed between the first conductive semiconductor layer 124 and the second conductive semiconductor layer 127.
  • the active layer 126 is a layer where electrons (or holes) injected through the first conductive semiconductor layer 124 meet holes (or electrons) injected through the second conductive semiconductor layer 127.
  • the active layer 126 transitions to a low energy level as electrons and holes recombine, and may generate light having an ultraviolet wavelength.
  • the active layer 126 may have any one of a single well structure, a multi well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, or a quantum line structure, and the active layer 126. ) Is not limited thereto.
  • the second conductive semiconductor layer 127 is formed on the active layer 126, and may be implemented as a compound semiconductor such as a group III-V group or a group II-VI.
  • the second conductive semiconductor layer 127 may be a second semiconductor layer 127.
  • Dopants may be doped.
  • the second conductive semiconductor layer 127 may be formed of a semiconductor material or AlInN having a compositional formula of In x5 Al y2 Ga 1 -x5- y2 N (0 ⁇ x5 ⁇ 1, 0 ⁇ y2 ⁇ 1, 0 ⁇ x5 + y2 ⁇ 1). , AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP may be formed of a material selected from.
  • the second dopant is a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba
  • the second conductive semiconductor layer 127 doped with the second dopant may be a p-type semiconductor layer.
  • the second conductive semiconductor layer 127 may include a 2-1 conductive semiconductor layer 127a having a high aluminum composition and a 2-2 conductive semiconductor layer 127b having a relatively low aluminum composition.
  • the second electrode 246 may be in ohmic contact with the second-second conductive semiconductor layer 127b.
  • the second electrode 246 may include a transparent electrode having relatively low ultraviolet light absorption.
  • the second electrode 246 may be ITO, but is not limited thereto.
  • the second conductive layer 150 may inject a current into the second conductive semiconductor layer 127.
  • the second conductive layer 150 may reflect light emitted from the active layer 126.
  • the second electrode 246 may directly contact a semiconductor layer (eg, P-AlGaN) having a band gap higher than the energy of the wavelength of ultraviolet light.
  • a semiconductor layer eg, P-AlGaN
  • the second electrode 246 since the second electrode 246 is disposed on the GaN layer having a small band gap for ohmic, ultraviolet light is mostly absorbed by the GaN layer.
  • the second electrode 246 of the embodiment directly contacts ohmic contact with P-AlGaN, most of the light may pass through the second conductive semiconductor layer 127.
  • an electron blocking layer 129 may be disposed between the active layer 126 and the second conductive semiconductor layer 127.
  • the electron blocking layer 129 blocks the flow of electrons supplied from the first conductive semiconductor layer 124 to the second conductive semiconductor layer 127 so that electrons and holes can be recombined in the active layer 126. You can increase your chances.
  • the energy band gap of the electron blocking layer 129 may be larger than the energy band gap of the active layer 126 and / or the second conductive semiconductor layer 127.
  • the electron blocking layer 129 is a semiconductor material having a composition formula of In x1 Al y1 Ga 1 -x1- y1 N (0 ⁇ x1 ⁇ 1, 0 ⁇ y1 ⁇ 1, 0 ⁇ x1 + y1 ⁇ 1), for example AlGaN. , InGaN, InAlGaN, etc. may be selected, but is not limited thereto.
  • a first layer 129b having a high aluminum composition and a second layer 129a having a low aluminum composition may be alternately disposed.
  • An active layer 126 including a first conductive semiconductor layer 124, a barrier layer 126b, and a well layer 126a, a 2-1 conductive semiconductor layer 127a, and a 2-2 conductive semiconductor layer 127b may all comprise aluminum. Accordingly, the first conductive semiconductor layer 124, the barrier layer 126b, the well layer 126a, the second-first conductive semiconductor layer 127a, and the second-second conductive semiconductor layer 127b are formed of AlGaN. Can be. However, it is not necessarily limited thereto.
  • the thickness of the second-first conductive semiconductor layer 127a may be larger than 10 nm and smaller than 200 nm.
  • the resistance may increase in the horizontal direction, thereby lowering the current injection efficiency.
  • the resistance may increase in the vertical direction, thereby lowering the current injection efficiency.
  • the aluminum composition of the second-first conductive semiconductor layer 127a may be higher than that of the well layer 126a.
  • the aluminum composition of the well layer 126a may be about 30% to 50% to generate ultraviolet light. If the aluminum composition of the 2-1 conductive semiconductor layer 127a is lower than that of the well layer 126a, the light extraction efficiency may decrease because the 2-1 conductive semiconductor layer 127a absorbs light. Can be.
  • the aluminum composition of the second-first conductive semiconductor layer 127a may be greater than 40% and less than 80%. If the aluminum composition of the second-first conductive semiconductor layer 127a is less than 40%, there is a problem of absorbing light, and if it is greater than 80%, the current injection efficiency is deteriorated. For example, when the aluminum composition of the well layer 126a is 30%, the aluminum composition of the 2-1 conductive semiconductor layer 127a may be 40%.
  • the aluminum composition of the second-second conductive semiconductor layer 127b may be lower than that of the layer having the lowest aluminum composition among the plurality of well layers 126a.
  • the resistance between the second electrode and the second conductive semiconductor layer 127b becomes high and sufficient current injection is achieved. It can be difficult.
  • the aluminum composition of the second-second conductive semiconductor layer 127b may be greater than 1% and less than 50%. If it is larger than 50%, a sufficient ohmic may not be achieved with the p-omic electrode. If the composition is smaller than 1%, there is a problem of absorbing light because it is almost close to the GaN composition.
  • the thickness of the second-2 conductive semiconductor layer 127b may be greater than 1 nm and smaller than 30 nm. As described above, the second conductive semiconductor layer 127b may absorb ultraviolet light because the composition of aluminum is low for ohmic. Therefore, it may be advantageous in terms of light output to control the thickness of the second-second conductive semiconductor layer 127b as thin as possible.
  • the second conductive semiconductor layer 127b When the thickness of the second conductive semiconductor layer 127b is controlled to be 1 nm or less, the second conductive semiconductor layer 127b may not be disposed in some sections, and the second conductive conductive layer 127b may not be disposed. An area in which the semiconductor layer 127a is exposed to the outside of the light emitting structure 120 may occur. Therefore, it may be difficult to configure one layer, and may be difficult to perform the role of the second-second conductive semiconductor layer 127b. In addition, when the thickness is larger than 30 nm, the amount of light to be absorbed may be too large to reduce the light output efficiency.
  • the second-second conductive semiconductor layer 127b may include the second-three conductive semiconductor layer 127c and the second-four conductive semiconductor layer 127d.
  • the second-3 conductive semiconductor layer 127c may be a surface layer in contact with the p-omic electrode, and the second-4 conductive semiconductor layer 127d may be a layer for controlling the composition of aluminum.
  • the 2-4 conductive semiconductor layer 127d includes the 2-1 conductive semiconductor layer 127a containing a relatively high aluminum content and the 2-3 conductive semiconductor layer 127c including a relatively low aluminum content. ) May be disposed between. Therefore, it is possible to prevent the problem that the aluminum content changes rapidly and the crystallinity deteriorates.
  • the second conductive semiconductor layer 127c may have an aluminum composition of greater than 1% and less than 20%. Or the aluminum composition may be greater than 1% and less than 10%.
  • the aluminum composition is lower than 1%, there may be a problem that the light absorption rate is too high in the 2-3 conductive semiconductor layer 127c. If the aluminum composition is higher than 20%, the second electrode (p-omic electrode) There may be a problem that the contact resistance is high and the current injection efficiency is lowered.
  • the present invention is not limited thereto, and the aluminum composition of the second conductive semiconductor layer 127c may be adjusted in consideration of the current injection characteristic and the light absorption rate. Alternatively, it can be adjusted according to the light output required by the product.
  • the composition ratio of aluminum when the current injection efficiency characteristic is more important than the light absorption rate, the composition ratio of aluminum can be adjusted to 1% to 10%. In the case of products in which light output characteristics are more important than electrical characteristics, the aluminum composition ratio of the second conductive semiconductor layer 127c may be adjusted to 1% to 20%.
  • the aluminum composition ratio of the second conductive semiconductor layer 127c is greater than 1% and less than 20%, the resistance between the second conductive semiconductor layer 127c and the second electrode decreases, so that the operating voltage is decreased. Can be lowered. Thus, the electrical characteristics can be improved.
  • the thickness of the second conductive semiconductor layer 127c may be greater than 1 nm and smaller than 10 nm. Therefore, the problem of light absorption can be improved.
  • the thickness of the second-second conductive semiconductor layer 127b may be smaller than the thickness of the second-first conductive semiconductor layer 127a.
  • the thickness ratio of the 2-1 conductive semiconductor layer 127a and the 2-2 conductive semiconductor layer 127b may be 1.5: 1 to 20: 1. When the thickness ratio is smaller than 1.5: 1, the thickness of the 2-1 conductive semiconductor layer 127a may be too thin, thereby reducing current injection efficiency. In addition, when the thickness ratio is greater than 20: 1, the thickness of the second-second conductive semiconductor layer 127b may be too thin, thereby reducing ohmic reliability.
  • the aluminum composition of the second-first conductive semiconductor layer 127a may be smaller as it moves away from the active layer 126.
  • the aluminum composition of the second-second conductive semiconductor layer 127b may be smaller as it moves away from the active layer 126. Therefore, the aluminum composition of the second conductive semiconductor layer 127c may satisfy 1% to 10%.
  • the present invention is not limited thereto, and the aluminum composition of the 2-1 conductive semiconductor layer 127a and the 2-2 conductive semiconductor layer 127b does not continuously decrease, but includes a section in which there is no decrease in a certain section. You may.
  • the aluminum reduction width of the 2-2 conductive semiconductor layer 127b may be greater than the aluminum reduction width of the 2-1 conductive semiconductor layer 127a. That is, the change rate in the thickness direction of the Al composition ratio of the 2-2 conductive semiconductor layer 127b may be greater than the change rate in the thickness direction of the Al composition ratio of the 2-1 conductive semiconductor layer 127a.
  • the thickness direction may be a direction from the first conductive semiconductor layer 124 to the second conductive semiconductor layer 127 or a direction from the second conductive semiconductor layer 127 to the first conductive semiconductor layer 124. Can be.
  • the aluminum composition should be higher than that of the well layer 126a, so that the decrease may be relatively slow.
  • the reduction of the aluminum composition may be relatively large.
  • 23A and 23B are views for explaining a configuration in which the light output is improved according to the change in the number of recesses.
  • the light emitting structure 120 increases in aluminum composition, current dispersion characteristics may decrease in the light emitting structure 120.
  • the amount of light emitted to the side of the active layer is increased compared to the GaN-based blue light emitting device (TM mode). This TM mode can occur mainly in ultraviolet semiconductor devices.
  • Ultraviolet semiconductor devices have poor current dissipation characteristics compared to blue GaN semiconductor devices. Accordingly, in the ultraviolet semiconductor device, it is necessary to dispose relatively more first electrodes 142 than the blue GaN semiconductor device.
  • the effective light emitting area P2 may be defined as an area up to a boundary point having a current density of 40% or less based on the current density at the center of the first electrode 142 having the highest current density.
  • the effective light emitting region P2 may be adjusted according to the level of the injection current and the composition of Al within a range of 40 ⁇ m from the center of the recess 128.
  • the low current density region P3 may have a low current density and hardly contribute to light emission. Therefore, the embodiment may further arrange the first electrode 142 in the low current density region P3 having a low current density or improve the light output by using a reflective structure.
  • a GaN-based semiconductor device emitting blue light has excellent current dispersing characteristics, and thus, it is preferable to minimize the area of the recess 128 and the first electrode 142. This is because the area of the active layer 126 decreases as the area of the recess 128 and the first electrode 142 increases.
  • the composition of aluminum is high and current dispersal characteristics are relatively low, even if the area of the active layer 126 is sacrificed, the number of the first electrodes 142 is increased to reduce the low current density region P3, Alternatively, it may be preferable to arrange the reflective structure in the low current density region P3.
  • the recesses 128 when the number of the recesses 128 is 48, the recesses 128 may not be disposed in a straight line in the horizontal and vertical directions but may be arranged in a zigzag manner. In this case, the area of the low current density region P3 is further narrowed so that most active layers can participate in light emission.
  • the current may be more efficiently distributed, thereby lowering the operating voltage and improving the light output.
  • the semiconductor device emitting UV-C when the number of the recesses 128 is less than 70, the electrical and optical properties may be degraded.
  • the number of the recesses 128 is more than 110, the electrical and optical properties may be improved, but the volume of the light emitting layer is reduced, thereby the optical characteristics. This can be degraded.
  • the diameter of the recess 128 may be 20 ⁇ m to 70 ⁇ m.
  • the area of the recess, the area of the first electrode, the area of the second electrode, and the ratio thereof may all be applied.
  • 24 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
  • the light emitting structure 120 of FIG. 24 may have the same configuration as the light emitting structure 120 described with reference to FIGS. 21 and 22.
  • the plurality of recesses 128 may pass through the active layer 126 from the first surface of the second conductive semiconductor layer 127 to a portion of the first conductive semiconductor layer 124.
  • the first insulating layer 131 may be disposed in the recess 128 to electrically insulate the first conductive layer 165 from the second conductive semiconductor layer 127 and the active layer 126.
  • the first electrode 142 may be disposed on the top surface of the recess 128 to be electrically connected to the first conductive semiconductor layer 124.
  • the second electrode 246 may be formed under the second conductive semiconductor layer 127.
  • the first surface 127G of the second conductive semiconductor layer 127 in contact with the second electrode 246 has a composition of aluminum of 1% to 10%, current injection may be easy.
  • the first electrode 142 and the second electrode 246 may be ohmic electrodes.
  • the first electrode 142 and the second electrode 246 are indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IZAZO), and indium gallium zinc oxide (IGZO).
  • IGTO Indium gallium tin oxide
  • AZO aluminum zinc oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • GZO gallium zinc oxide
  • IZO IZO Nitride
  • AGZO Al-Ga ZnO
  • IGZO In-Ga ZnO
  • ZnO IrOx, RuOx, NiO, RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, or Ni / IrOx / Au / ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, At least one of Ru, Mg, Zn, Pt, Au, and Hf may be formed, but is not limited thereto.
  • the second electrode pad 166 may be disposed in one corner region of the semiconductor device.
  • the second electrode pad 166 may have a recessed portion and a convex portion at an upper surface thereof because the center portion thereof is recessed. Wires (not shown) may be bonded to the recesses of the upper surface. Therefore, the adhesive area is widened, and the second electrode pad 166 and the wire may be more firmly bonded.
  • the second electrode pad 166 may function to reflect light, the closer the light emitting structure 120 is to the second electrode pad 166, the light extraction efficiency may be improved.
  • the height of the convex portion of the second electrode pad 166 may be higher than that of the active layer 126. Accordingly, the second electrode pad 166 may reflect light emitted in the horizontal direction of the device from the active layer 126 to the top to improve light extraction efficiency and to control the direction angle.
  • the first insulating layer 131 may be partially opened under the second electrode pad 166 to electrically connect the second conductive layer 150 and the second electrode 246.
  • the passivation layer 180 may be formed on the top and side surfaces of the light emitting structure 120.
  • the passivation layer 180 may contact the first insulating layer 131 in a region adjacent to the second electrode 246 or under the second electrode 246.
  • the width d22 of a portion where the first insulating layer 131 is opened so that the second electrode pad 166 contacts the second conductive layer 150 may be, for example, about 40 ⁇ m to about 90 ⁇ m. If the thickness is smaller than 40 ⁇ m, the operating voltage may be increased. If the thickness is larger than 90 ⁇ m, it may be difficult to secure a process margin for not exposing the second conductive layer 150 to the outside. When the second conductive layer 150 is exposed to the outer region of the second electrode 246, the reliability of the device may be degraded. Accordingly, the width d22 may be 60% to 95% of the total width of the second electrode pad 166.
  • the first insulating layer 131 may electrically insulate the first electrode 142 from the active layer 126 and the second conductive semiconductor layer 127. In addition, the first insulating layer 131 may electrically insulate the second conductive layer 150 from the first conductive layer 165.
  • the first insulating layer 131 may be formed by selecting at least one selected from the group consisting of SiO 2 , SixOy, Si 3 N 4 , Si x N y , SiO x N y , Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like. However, it is not limited thereto.
  • the first insulating layer 131 may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the first insulating layer 131 may be a distributed Bragg reflector (DBR) having a multilayer structure including silver Si oxide or a Ti compound.
  • DBR distributed Bragg reflector
  • the present invention is not limited thereto, and the first insulating layer 131 may include various reflective structures.
  • the first insulating layer 131 When the first insulating layer 131 performs a reflection function, light extraction efficiency may be improved by reflecting light emitted toward the side from the active layer 126 upwardly. In the ultraviolet semiconductor device, as the number of the recesses 128 increases, the light extraction efficiency may be more effective than the semiconductor device emitting blue light.
  • the second conductive layer 150 may cover the second electrode 246. Accordingly, the second electrode pad 166, the second conductive layer 150, and the second electrode 246 may form one electrical channel.
  • the second conductive layer 150 may cover the second electrode 246 and may contact the side and bottom surfaces of the first insulating layer 131.
  • the second conductive layer 150 is made of a material having good adhesion to the first insulating layer 131, and at least one material selected from the group consisting of materials such as Cr, Al, Ti, Ni, Au, and the like. It may be made of an alloy, it may be made of a single layer or a plurality of layers.
  • the thermal and electrical reliability of the second electrode 246 may be improved.
  • it may have a reflection function to reflect the light emitted between the first insulating layer 131 and the second electrode 246 to the top.
  • the second insulating layer 132 electrically insulates the second conductive layer 150 from the first conductive layer 165.
  • the first conductive layer 165 may be electrically connected to the first electrode 142 through the second insulating layer 132.
  • the first conductive layer 165 and the bonding layer 160 may be disposed along the shape of the bottom surface and the recess 128 of the light emitting structure 120.
  • the first conductive layer 165 may be made of a material having excellent reflectance.
  • the first conductive layer 165 may include aluminum.
  • the light emitting efficiency may be improved by reflecting light emitted from the active layer 126 upward.
  • the bonding layer 160 may comprise a conductive material.
  • the bonding layer 160 may include a material selected from the group consisting of gold, tin, indium, aluminum, silicon, silver, nickel, and copper, or an alloy thereof.
  • the substrate 170 may be made of a conductive material.
  • the substrate 170 may include a metal or a semiconductor material.
  • the substrate 170 may be a metal having excellent electrical conductivity and / or thermal conductivity. In this case, heat generated during the operation of the semiconductor device may be quickly released to the outside.
  • the substrate 170 may include a material selected from the group consisting of silicon, molybdenum, silicon, tungsten, copper, and aluminum, or an alloy thereof.
  • Unevenness may be formed on an upper surface of the light emitting structure 120. Such unevenness may improve extraction efficiency of light emitted from the light emitting structure 120.
  • the unevenness may have a different average height according to the ultraviolet wavelength, and in the case of UV-C, the light extraction efficiency may be improved when the UV-C has a height of about 300 nm to 800 nm and an average of about 500 nm to 600 nm.
  • FIG. 25 is a plan view of FIG. 4, and FIG. 26 is a cross-sectional view along the A-A direction of FIG. 25.
  • a first surface 127G of the second conductive semiconductor layer 127 may include a plurality of first regions 127G-1 surrounding the plurality of recesses 128 on a plane, and The second region 127G-2 is disposed between the plurality of first regions 127G-1.
  • the plurality of first regions 127G-1 may be defined as ring-shaped regions between the outer circumferential surface of the recess 128 and the second region 127G-2.
  • the diameter of the recess 128 may be 20 ⁇ m to 70 ⁇ m. When the diameter of the recess 128 is smaller than 20 ⁇ m, it is difficult to secure a process margin when forming the first electrode 142 disposed therein. When the diameter of the recess 128 is larger than 70 ⁇ m, the active layer 126 may be formed. Since the area is reduced, the luminous efficiency may deteriorate.
  • the diameter of the recess 128 may be the maximum diameter formed on the second conductive semiconductor layer 127.
  • the diameter of the first region 127G-1 may be 1.0 to 1.5 times the diameter of the recess 128. If the diameter of the first region 127G-1 is greater than 1.5 times, the contact area of the second electrode 246 is reduced, resulting in a decrease in current dispersion efficiency.
  • the first region 127G-1 may be a distance S11 between the maximum outer diameter of the recess 128 and the second electrode 246.
  • the second region 127G-2 may be an entire region other than the plurality of first regions 127G-1.
  • the second electrode 246 may be entirely disposed in the second region 127G-2.
  • the first area where the plurality of first electrodes 142 contact the first conductive semiconductor layer 124 may be about 7.4% to 20%, or 10% to 20% or less of the maximum horizontal cross-sectional area of the light emitting structure 120. have.
  • the first area may be the sum of the areas where each of the first electrodes 142 contacts the first conductive semiconductor layer 124.
  • the light output may not be sufficient due to insufficient current dispersion characteristics. If the first area of the plurality of first electrodes 142 is greater than 20%, the active layer 126 and the second electrode 246 may be reduced. There is a problem that the area of P is excessively reduced to increase the operating voltage and to reduce the light output.
  • the total area of the plurality of recesses 128 may be 10% to 30% or 13% to 30% of the horizontal maximum cross-sectional area of the light emitting structure 120. If the total area of the recess 128 does not satisfy the above condition, it is difficult to control the total area of the first electrode 142 to 7.4% or more and 20% or less. In addition, there is a problem that the operating voltage rises and the light output decreases.
  • the area of the second conductive semiconductor layer 127 may be an area excluding the total area of the recess 128 from the horizontal maximum area of the light emitting structure 120.
  • the area of the second conductive semiconductor layer 127 may be 70% to 90% of the horizontal maximum area of the light emitting structure 120.
  • the second area (second area of FIG. 25) in contact with the second electrode 246 and the second conductive semiconductor layer 127 may be 50% or more and 70% or less of the horizontal maximum cross-sectional area of the light emitting structure 120. .
  • the second area may be a total area where the second electrode 246 contacts the second conductive semiconductor layer 127.
  • An area (first region of FIG. 25) where the second electrode 246 and the second conductive semiconductor layer 127 are not in contact with each other may be 1% to 20%.
  • the first area and the second area have an inverse relationship. That is, when the number of the recesses 128 is increased in order to increase the number of the first electrodes 142, the area of the second electrode 246 is reduced. Therefore, in order to increase the electrical and optical characteristics, the dispersion characteristics of electrons and holes should be balanced. Therefore, it is important to determine an appropriate ratio between the first area and the second area.
  • the ratio of the first area where the plurality of first electrodes 142 contacts the first conductive semiconductor layer 124 and the second area where the second electrode 246 contacts the second conductive semiconductor layer 127 may be 1: 3 to 1: 7.
  • the first area When the area ratio is larger than 1: 7, the first area may be relatively small, which may deteriorate the current dispersion characteristic. In addition, when the area ratio is smaller than 1: 3, the second area may be relatively small, which may deteriorate the current dispersion characteristic.
  • the ratio of the total area of the plurality of first areas 127G-1 to the area of the second area 127G-2 may be 1: 2.5 to 1:70, or 1:30 to 1:70.
  • the area ratio is smaller than 1: 2.5, the area of the first region 127G-1 is excessively large, so that a sufficient ohmic area of the second electrode 246 cannot be secured, and the area ratio is larger than 1:70.
  • the area of the first region 127G-1 is small and it is difficult to secure the process margin.
  • the second electrode 246 may include a metal or a metal oxide having low resistance. However, the second electrode 246 reflects or transmits visible light but absorbs ultraviolet light. Therefore, it is necessary to narrow the area of the second electrode 246 to reflect the light emitted from the active layer 126 to the second conductive semiconductor layer 127. For example, the area of the second region 127G-2 where the second electrode 246 is disposed is narrowed and the first region 127G-1 is widened to secure the reflective region, or the plurality of second regions 127G-2 may be provided.
  • the reflection structure can be selectively arranged by dividing into pieces.
  • the second conductive layer 150 is disposed in the first region 127G-1 and the second region 127G-2, the light incident to the first region 127G-1 is transmitted by the second conductive layer 150. Can be reflected. In this case, it is important to secure the reflection area as much as possible while securing the contact area of the second electrode 246 necessary for current dispersion.
  • the area of the second region 127G-2 may be 35% to 60% based on the maximum area of the light emitting structure 120.
  • the contact area of the second electrode 246 is small, which may reduce current dispersion efficiency.
  • the area of the second region 127G-2 is greater than 60%, the area of the first region 127G-1 may be reduced, thereby reducing light extraction efficiency.
  • the area of the first region 127G-1 excluding the recess 128 may be 10% to 55% based on the maximum area of the light emitting structure 120. If the area of the first region 127G-1 is smaller than 10%, it is difficult to have sufficient reflection efficiency. If the area of the first region 127G-1 is larger than 55%, the area of the second region 127G-2 is larger than 55%. There is a problem that this becomes small and the current dispersion efficiency decreases.
  • the ratio of the area of the first area 127G-1 to the area of the second area 127G-2 may be 1: 0.7 to 1: 6. If this relationship is satisfied, the light output can be improved with sufficient current dispersion efficiency. In addition, the light extraction effect may be improved by securing a sufficient reflection area.
  • the first surface 127G of the second conductive semiconductor layer 127 may include a first-first surface S10 disposed between two adjacent recesses 128.
  • the first-first surface S10 may include a second section S2 in which the second electrode 246 is not disposed, and a first section S1 in which the electrode is disposed.
  • the width of the first-first surface S10 may be 17 ⁇ m to 45 ⁇ m.
  • the separation distance between the recesses 128 is too narrow, and the area where the second electrode 246 is disposed may be reduced, thereby deteriorating electrical characteristics.
  • the thickness is larger than ⁇ ⁇ , the separation distance between the recesses 128 may be too long so that the area where the first electrode 142 may be disposed may be narrowed, thereby deteriorating electrical characteristics.
  • the second section S2 may be a unit section constituting the first region 127G-1.
  • the first section S1 may be a unit section constituting the second region 127G-2.
  • the first width of the first section S1 may be greater than the first width of the second section S2.
  • the first width (distance from the recess to the second electrode) of the second section S2 may be 1 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the width of the second section S2 is smaller than 1 ⁇ m, it may be difficult to arrange the first insulating layer 131a on the second conductive semiconductor layer 127 for current diffusion by the process margin. Therefore, the electrical characteristics may deteriorate. If the distance between the second electrode 246 and the first electrode 142 is greater than 15 ⁇ m, electrical characteristics may be degraded. Therefore, in consideration of the process margin and the electrical characteristics, the first direction width of the second section S2 may be disposed within the above range.
  • the first insulating layer 131 may include an extension part 131a extending to the first surface 127G, and the second electrode 246 may extend with the extension part 131a of the first insulating layer 131. It may have a spacing area (S13) of the micrometer to 4 ⁇ m. When the separation region S13 is larger than 4 ⁇ m, an area in which the second electrode 246 is disposed is narrowed, which may cause a problem that an operating voltage increases.
  • the second conductive layer 150 completely surrounds the second electrode 246 and may contact the side and bottom surfaces of the first insulating layer 131.
  • the thermal and electrical reliability of the second electrode 246 may be improved.
  • it may have a function of reflecting the incident ultraviolet light upwards.
  • an area in which the second conductive layer 150 and the second conductive semiconductor layer 127 are schottky bonded may be disposed in the separation region S13. Thus, current dispersion can be facilitated.
  • the first surface 127G may be controlled to have an average roughness of 7 nm or less. If the average roughness is greater than 7 nm, the interface between the second electrode 246 and the second conductive layer 150 is roughened, thereby reducing the reflectance.
  • the average roughness may be a value obtained by calculating a height difference of the unevenness formed on the first surface 127G.
  • the average roughness may be a root-mean-square value measured by an atomic force microscope (AFM).
  • FIG. 27 is a view for explaining the configuration of the second conductive layer
  • FIG. 28 is a first modified example of FIG. 27, and
  • FIG. 29 is a second modified example of FIG. 27.
  • the thickness d5 of the second electrode 246 may be 1 nm to 15 nm, or 1 nm to 5 nm. When the thickness d5 of the second electrode 246 is 15 nm or less, the amount of light absorbed may be reduced.
  • the second conductive layer 150 may include a reflective layer 151 including aluminum, and a first intermediate layer 152 disposed between the second electrode 246 and the reflective layer 151.
  • the second electrode 246 is formed of ITO, oxygen may penetrate into the reflective layer 151 to form Al 2 O 3 . In this case, the reflection efficiency of the reflective layer 151 is lowered.
  • the first intermediate layer 152 may be disposed between the reflective layer 151 and the second electrode 246 to improve their adhesion and prevent oxygen from penetrating.
  • the first intermediate layer 152 may include at least one of chromium (Cr) and titanium (Ti) nickel (Ni).
  • the thickness d6 of the first intermediate layer 152 may be 0.7 m to 7 nm.
  • the first intermediate layer 152 may further include aluminum. In this case, the adhesion between the first intermediate layer 152 and aluminum may be improved.
  • the current spreading characteristic may be improved by the Schottky junction.
  • the thickness ratio d5: d7 of the second electrode 246 and the reflective layer 151 may be 1: 2 to 1: 120.
  • the thickness d7 of the reflective layer 151 may be 30 nm to 120 nm.
  • a second intermediate layer 153 may be disposed below the reflective layer 151.
  • the second intermediate layer 153 may prevent the aluminum from being migrated to the neighboring layer.
  • the second intermediate layer 153 may include at least one of Ni, Ti, No, Pt, and W, and may have a thickness of 50 nm to 200 nm.
  • a third intermediate layer 154 may be disposed below the second intermediate layer 153.
  • the third intermediate layer 154 may include Au, Ni, or the like as a layer for bonding with other layers.
  • FIG. 30 is a conceptual view illustrating a semiconductor device in accordance with a fourteenth embodiment of the present invention
  • FIG. 31 is a plan view of FIG. 30
  • FIG. 32 is an enlarged view of a portion B-1 of FIG. 31
  • FIG. 33 is B-2 of FIG. 31. It is a partial enlarged view.
  • the light emitting structure 120 described with reference to FIGS. 1 to 3 and the configuration of each layer described with reference to FIG. 4 may be applied to the semiconductor device according to the embodiment.
  • a plurality of second electrodes 246 may be disposed on the first surface 127G of the second conductive semiconductor layer 127 disposed between the two recesses 128.
  • the first surface 127G may include a first region 127G-1 surrounding the recess 128 and a second region 127G ⁇ surrounding the first region 127G-1. 2) and a third region 127G-3 disposed between the second regions 127G-2.
  • the first region 127G-1 may be a region between the recess 128 and the second electrode 246.
  • an area of the first region 127G-1 may have a ring shape.
  • the area of the first region 127G-1 may be 1% to 20% based on the horizontal maximum area of the light emitting structure 120.
  • the second region 127G-2 may have an area other than the recess 128 and the first region 127G-1.
  • the second region 127G-2 may have a circular shape at an inner side thereof and a polygonal shape at an outside thereof.
  • the outside may have an octagonal shape, but is not limited thereto.
  • There may be a plurality of second regions 127G-2 divided by the third regions 127G-3.
  • the third region 127G-3 may be disposed between the plurality of second regions 127G-2.
  • the third region 127G-3 may be a region having a current density of 40% or less based on the current density of 100% of the first electrode 142. Therefore, the third region 127G-3 may have a low probability of participating in light emission. According to an embodiment, the light extraction efficiency may be increased by configuring the third region 127G-3 having a low light emission contribution as a reflection region.
  • the first surface 127G may further include a fourth region 127G-4 disposed between the third region 127G-3 and the edge region of the first surface 127G.
  • the second electrode 246 may include a second-first electrode 246a disposed in the second region 127G-2 and a second-second electrode 246b disposed in the fourth region 127G-4. have.
  • the second electrode 246 may include a metal or a metal oxide having low resistance. However, the second electrode 246 reflects or transmits visible light but absorbs ultraviolet light.
  • the area of the second electrode 246 it is necessary to narrow the area of the second electrode 246 to the area where the electrical characteristics do not significantly decrease to reflect the light emitted from the active layer 126 to the second conductive semiconductor layer 127.
  • the area of the second region 127G-2 in which the second electrode 246 is disposed may be narrowed and the third region 127G-3 may be widened to secure the reflective region. Since the second conductive layer 150 is disposed on the entire first surface 127G, light incident to the third region 127G-3 may be reflected by the second conductive layer 150.
  • the reflective region may be used for the third region 127G-3 having low light emission contribution.
  • the first contact area (sum of the second region and the fourth region in FIG. 31) in contact with the first surface 127G and the second electrode 246 is in a range of 35% to 60 based on the maximum area of the light emitting structure 120. May be%. If the first contact area is less than 35%, the current spreading efficiency may decrease. In addition, when the first contact area exceeds 60%, the area of the third region 127G-3 may be reduced, which may reduce light extraction efficiency.
  • the second contact area (sum of the first region and the third region in FIG. 31) where the first surface 127G and the second electrode 246 do not contact is 10% to 10% based on the maximum area of the light emitting structure 120. May be 55%. If the second contact area is smaller than 10%, it is difficult to have sufficient reflection efficiency. If the second contact area is larger than 55%, the area of the second region 127G-2 is reduced, which reduces current dispersion efficiency. .
  • the ratio of the second contact area to the first contact area may be 1: 0.7 to 1: 6. If this relationship is satisfied, the light output can be improved with sufficient current dispersion efficiency. In addition, the light extraction effect may be improved by securing a sufficient reflection area.
  • the separation distance d1 between the third region 127G-3 and the edge of the first surface 127G may be 1.0 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the separation distance d1 is smaller than 1.0 ⁇ m, the margin is small, and thus the second conductive layer 150 may not be properly formed when a tolerance occurs, thereby reducing reliability.
  • the separation distance d1 is greater than 10 ⁇ m, an area in which the second electrode 246 is disposed may be reduced, thereby lowering electrical characteristics of the semiconductor device.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view taken along the B-B direction in FIG. 32.
  • the first surface 127G of the second conductive reflective layer 151 is disposed between the centers of the two recesses 128 adjacent to each other in the first direction (X direction). It may include (S10).
  • the first direction may be a direction perpendicular to the thickness direction of the light emitting structure 120.
  • the first-first surface S10 has a first section S11 in which two second electrodes 246 spaced apart in the first direction are disposed, and a second section S12 disposed between the second electrodes 246. It may include.
  • the second conductive layer 150 may be disposed in the first section S11 and the second section S12.
  • the overall width of the first-first surface S10 may be 17 ⁇ m to 45 ⁇ m.
  • the entire first width of the first section S11 may be 12 ⁇ m to 24 ⁇ m.
  • the first section S11 may include two divided regions on both sides of the second section S12.
  • the width of each divided region may be 6 ⁇ m to 12 ⁇ m.
  • the area of the second electrode 246 may be reduced to reduce the current dispersion efficiency. If the width of the first section S11 is larger than 24 ⁇ m, the second section S12 may be reduced. There is a problem of narrowing the reflection efficiency.
  • the first direction width of the second section S12 may be 5 ⁇ m to 16 ⁇ m. If the first direction width of the second section S12 is smaller than 5 ⁇ m, it is difficult to secure a sufficient reflection area. If the width is larger than 16 ⁇ m, the second electrode 246 may be narrowed.
  • the second section S12 may be disposed in an area of 40% or less based on a current density of 300% of the first electrode 142.
  • the first distance W2 + S13 + S11 between the second section S12 and the center of the recess 128 may be at least 17 ⁇ m.
  • the bottom radius W2 of the recess 128 is 10 ⁇ m to 35 ⁇ m
  • the width of the third section S13 is 1 ⁇ m to 5 ⁇ m
  • the width of the first section S11 is 6 ⁇ m to 12 ⁇ m.
  • the maximum separation distance may be 52 ⁇ m or more.
  • the second section S12 may be disposed in an area having a current density of 40% or less among areas spaced at least 17 ⁇ m from the center of the recess 128.
  • the second section S12 may be disposed in an area spaced at least 40 ⁇ m from the center of the recess 128.
  • the second sections S12 spaced at least 40 ⁇ m from each recess 128 may overlap each other. Therefore, the area of the overlapped second section S12 may be adjusted according to the distance between the recesses 128.
  • the second section S12 may include one-half point of the width in the first direction of the first-first surface S10. Since a half point of the width in the first direction of the first-first surface S10 is a region between two adjacent recesses 128, the current density is high.
  • the present invention is not limited thereto, and when the diameters of the plurality of recesses are different from each other, they may not necessarily include 1/2 points of the width in the first direction.
  • the third section S13 may be a region between the second electrode 246 and the recess 128.
  • the first direction width of the third section S13 may be 1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the ratio of the width of the second section S12 to the overall width of the first section S11 may be 1: 0.7 to 1: 5.
  • the ratio of the second contact area and the first contact area may be maintained at 1: 0.7 to 1: 6. Therefore, the current spreading efficiency and the light extraction effect can be improved.
  • FIG. 35 is a first modification of FIG. 34.
  • the second conductive layer 150 may include a reflective groove 150-1 in the second section S12.
  • the light incident on the second section S12 may be reflected by changing a traveling path by the reflective groove 150-1. According to such a configuration, light can be reflected in various directions to improve uniformity.
  • the angle ⁇ 5 of the inclined surface may be greater than 90 degrees and greater than 150 degrees. When the angle of the inclined surface is smaller than 90 degrees or larger than 150 degrees, it may be difficult to vary the reflection angle of the incident light.
  • the angle of the inclined surface may be defined as an angle formed between the bottom surface and the inclined surface.
  • the depth of the reflective groove 150-1 may be the same as the thickness of the first insulating layer 131.
  • the thickness of the first insulating layer 131 may be 110% to 130% thicker than the thickness of the second electrode 246.
  • the light transmitting layer 133 may be disposed in the reflective groove 150-1.
  • the shape of the light transmitting layer 133 and the shape of the reflective groove 150-1 may correspond to each other. Therefore, the thickness of the light transmitting layer 133 may be the same as the thickness of the reflecting groove (150-1).
  • the reflective groove 150-1 may be formed by forming the second conductive layer 150 on the light transmitting layer 133.
  • the material of the light transmitting layer 133 may include various materials that allow light to pass through in the ultraviolet wavelength range.
  • the light transmission layer 133 may include an insulating layer material.
  • the light transmitting layer 133 may include at least one of SiO 2 , SixOy, Si 3 N 4 , Si x N y , SiO x N y , Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, but is not limited thereto.
  • FIG. 36A is a second modification of FIG. 34, and FIG. 36B is a plan view of the second modification.
  • a sub recess 127 and a sub reflective layer 135 disposed inside the sub recess 127 may be disposed in the second section S12.
  • the sub reflective layer 135 may be disposed inside the sub recess 127. In more detail, the sub reflective layer 135 may be disposed on the first insulating layer 131 in the sub recess 127.
  • the sub reflective layer 135 may be a material having a high reflectance in the ultraviolet wavelength range.
  • the sub reflective layer 135 may include a conductive material.
  • the sub reflective layer 135 may include aluminum.
  • the thickness of the sub reflective layer 135 is about 30 nm to 120 nm, light of the ultraviolet wavelength band may be reflected by 80% or more. Therefore, the light emitted from the active layer 126 can be prevented from being absorbed inside the semiconductor layer.
  • the light L1 emitted obliquely by the sub reflective layer 135 may be upwardly reflected. Therefore, the light absorption in the light emitting structure 120 can be reduced and light extraction efficiency can be improved. In addition, the orientation angle of the semiconductor device can be adjusted.
  • the sub reflective layer 135 may cover a portion of the second electrode 246. By such a configuration, the light flowing between the first insulating layer 131 and the second electrode 246 can be reflected upward. However, since the sub-reflective layer 135 such as aluminum has relatively poor step coverage, it may not be desirable to completely cover the second electrode 246.
  • the thickness of the second electrode 246 may be 80% or less of the thickness of the first insulating layer 131. Therefore, when the sub reflective layer 135 and the second conductive layer 150 are disposed, problems such as cracking or peeling of the sub reflective layer 135 or the second conductive layer 150 due to the step coverage reduction can be solved.
  • the width of the sub reflective layer 135 may be equal to the width of the sub recess 127.
  • the width of the first recess 128 and the width of the sub recess 127 may be the maximum widths formed on the first surface 127G of the light emitting structure 120.
  • the sub reflective layer 135 may include an extension part 135a extending from the sub recess 127 toward the second electrode 246.
  • the extension 135a may electrically connect the second electrodes 246 separated by the sub recesses 127.
  • the sub reflective layer 135 may be disposed at a separation distance between the second electrode 246 and the first insulating layer 131, and the sub reflective layer 135 may be disposed between the second conductive semiconductor layer 127 within the separation distance.
  • the region where the Schottky junction is formed can be arranged, and current dispersion can be facilitated by forming the Schottky junction.
  • An angle ⁇ 4 formed between the inclined portion of the sub reflective layer 135 and the first surface of the second conductive semiconductor layer 127 may be 90 degrees to 145 degrees. If the inclination angle ⁇ 4 is smaller than 90 degrees, the second conductive semiconductor layer 127 may be difficult to etch. If the inclination angle ⁇ 4 is smaller than 145 degrees, the area of the active layer 126 to be etched may increase, resulting in a decrease in luminous efficiency.
  • the second conductive layer 150 may cover the sub reflective layer 135 and the second electrode 246. Accordingly, the second electrode pad 166, the second conductive layer 150, the sub reflective layer 135, and the second electrode 246 may form one electrical channel. As the configuration of the second conductive layer 150, all of the above-described configurations may be applied.
  • the sub reflective layer 135 may be disposed between the plurality of recesses 128 to define the plurality of light emitting regions.
  • the area of the light emitting area may be adjusted according to the level of the injection current and the composition of Al.
  • FIG. 37 is a third modification of FIG. 34.
  • the second conductive layer 150 may include a reflective layer 151 including aluminum, and a first intermediate layer 152 disposed between the second electrode 246 and the reflective layer 151.
  • the second electrode 246 is formed of ITO, oxygen may penetrate into the reflective layer 151 to form Al 2 O 3 . In this case, the reflection efficiency of the reflective layer 151 is lowered.
  • the first intermediate layer 152 may be disposed between the reflective layer 151 and the second electrode 246 to improve their adhesion and prevent oxygen from penetrating.
  • the first intermediate layer 152 may include at least one of chromium (Cr) and titanium (Ti) nickel (Ni).
  • the thickness of the first intermediate layer 152 may be 0.7 m to 7 nm.
  • the first intermediate layer 152 may further include aluminum. In this case, the adhesion between the first intermediate layer 152 and aluminum may be improved.
  • the first intermediate layer 152 may contact the first surface 127G of the second conductive semiconductor layer 127 in the second section S12 and the third section S13. Therefore, current dispersion efficiency can be improved by the Schottky junction.
  • the thickness ratio of the second electrode 246 and the reflective layer 151 may be 1: 2 to 1: 120.
  • the reflective layer 151 may have a thickness of 30 nm to 120 nm. When the thickness of the reflective layer 151 is smaller than 30 nm, there is a problem in that the reflectance falls in the ultraviolet wavelength band, and even if the thickness is larger than 120 nm, the reflection efficiency does not increase substantially.
  • FIG. 38 is a conceptual view illustrating a semiconductor device in accordance with a fifteenth embodiment of the present invention
  • FIG. 39 is a plan view of FIG. 38.
  • the light emitting structure 120 described with reference to FIGS. 1 to 3 and the configuration of each layer described with reference to FIG. 4 may be applied to the semiconductor device according to the embodiment.
  • the first surface 127G may include a first region 127G-1 having a recess 128 disposed therein and a second region 127G disposed between the first region 127G-1. -2).
  • the diameter of the first region 127G-1 may be 1.0 to 1.5 times the diameter of the recess 128. If the diameter of the first region 127G-1 is greater than 1.5 times, the area of the second electrode 246 is reduced, resulting in a decrease in current dispersion efficiency.
  • the first region 127G-1 may be a region between the recess 128 and the second electrode 246.
  • the second region 127G-2 may be a remaining region other than the plurality of first regions 127G-1.
  • the second electrode 246 may be entirely disposed in the second region 127G-2.
  • the second electrode 246 may include a metal or a metal oxide having low resistance. Therefore, the second electrode 246 has a problem of absorbing ultraviolet light. Therefore, it is necessary to narrow the area of the second electrode 246 to reduce the amount of light absorbed by the second electrode 246.
  • the second conductive layer 150 is disposed in the first region 127G-1 and the second region 127G-2, the light incident to the first region 127G-1 is transmitted by the second conductive layer 150. Can be reflected. Therefore, when the area of the second region 127G-2 where the second electrode 246 is disposed is narrowed and the first region 127G-1 is enlarged, light extraction efficiency can be increased. In this case, it may be important to secure the reflection area as much as possible while securing the area of the second electrode 246 necessary for current dispersion.
  • the area of the second region 127G-2 may be 35% to 60% based on the maximum area of the light emitting structure 120.
  • the contact area of the second electrode 246 is small, which may reduce current dispersion efficiency.
  • the area of the second region 127G-2 is greater than 60%, the area of the first region 127G-1 may be reduced, thereby reducing light extraction efficiency.
  • the area of the first region 127G-1 may be 10% to 55% based on the maximum area of the light emitting structure 120. If the area of the first region 127G-1 is smaller than 10%, it is difficult to have sufficient reflection efficiency. If the area of the first region 127G-1 is larger than 55%, the area of the second region 127G-2 is larger than 55%. There is a problem in that this becomes small and the current injection efficiency decreases.
  • the ratio of the area of the first area 127G-1 to the area of the second area 127G-2 may be 1: 0.7 to 1: 6. If this relationship is satisfied, the light output can be improved with sufficient current dispersion efficiency. In addition, the light extraction effect may be improved by securing a sufficient reflection area.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view taken along the C-C direction of FIG. 39.
  • the first surface 127G of the second conductive reflective layer has a first-first surface S10 disposed between the centers of the first and second recesses 128a and 128b which are most adjacent in the first direction (X direction). It may include. In this case, the first direction may be a direction perpendicular to the thickness direction of the light emitting structure 120.
  • the first-first surface S10 includes a first section S21 and second sections S22a and S22b disposed between the first section S21 and the first and second recesses 128a and 128b. can do.
  • the second sections S22a and S22b include a second-first section S22a disposed between the first section S21 and the first recess 128a, and the first section S21 and the second recess 128b. ) May include a second-second section S22b.
  • the second electrode 246 may be disposed in the first section S21.
  • the current density of the second sections S22a and S22b may be improved, but the current density of the first section S21 may be relatively low.
  • the second electrode 246 is disposed in both the first section S21 and the second sections S22a and S22b, light absorption occurs in both the first section S21 and the second sections S22a and S22b. This may not be good in terms of light extraction efficiency.
  • the second conductive layer may be disposed in the first section S21 and the second sections S22a and S22b. Accordingly, the second sections S22a and S22b in which the second electrode 246 is not disposed may perform a reflection function.
  • the current spreading region is widened, so that the second sections S22a and S22b can be secured more broadly. Therefore, the reflection area can be widened.
  • the current dispersion region is narrowed, so the second sections S22a and S22b may be narrowed.
  • the ratio of the width in the first direction of the second section S22b to the diameter W1 of the first recess 128a may be 1: 1.25 to 1:14.
  • the ratio of the diameters is smaller than 1: 1.25, the diameter of the recesses 128 is reduced to reduce the area of the first electrode 142. Therefore, the intensity of the current injected through the first electrode 142 may be weakened, and thus the current density in the second sections S22a and S22b may be weakened.
  • the diameter ratio is larger than 1:14, the diameter of the recess 128 becomes excessively large, so that the area of the first surface 127G of the second conductive semiconductor layer is relatively reduced. That is, the width of the first-first surface S10 is reduced. As a result, the area of the active layer 126 is reduced to reduce the light emitting area.
  • the diameter W1 of the recess 128 may be 20 ⁇ m to 70 ⁇ m.
  • the diameter of the recess 128 is smaller than 20 ⁇ m, it is difficult to secure a process margin when forming the first electrode 142 disposed therein.
  • the diameter of the recess 128 is larger than 70 ⁇ m, the active layer 126 may be formed. Since the area is reduced, the luminous efficiency may deteriorate.
  • the diameter of the recess 128 may be a maximum diameter formed on the first surface 127G of the second conductive semiconductor layer.
  • the first width of the first section S21 may be 6 ⁇ m to 12 ⁇ m. If the width is smaller than 6 ⁇ m, the area of the second electrode 246 may be reduced to decrease the current dispersion efficiency. If the width is larger than 12 ⁇ m, the second intervals S22a and S22b may be narrowed to decrease the reflection efficiency. There is a problem.
  • the first direction widths of the second-first section S22a and the second-second section S22b may be 5 ⁇ m to 16 ⁇ m, respectively. That is, the entire width of the second sections S22a and S22b may be 10 ⁇ m to 32 ⁇ m.
  • the width in the first direction of the second-first section S22a and the second-second section S22b is smaller than 5 ⁇ m, it is difficult to secure a sufficient reflection area, and when the width is larger than 16 ⁇ m, the second There is a problem that the electrode 246 becomes narrow.
  • the ratio of the width of the first section S21 to the overall width of the second sections S22a and S22b may be 1: 0.8 to 1: 5.
  • the ratio of the area of the first area 127G-1 to the area of the second area 127G-2 may be adjusted to be 1: 0.8 to 1: 6. Therefore, the current spreading efficiency and the light extraction effect can be improved.
  • the first section S21 may include one-half point of the first-first surface S10. Since the second electrode 246 is disposed at the center of the first-first surface S10, the current density of the first section S21 may increase. In addition, since the current density of the first section S21 increases, the second sections S22a and S22b therebetween are also dispersed in the current to secure the current density required for light emission. However, the present invention is not limited thereto, and when the diameter of the first recess 128a and the diameter of the second recess 128b are different from each other, the first section S21 is 1/2 of the first-first surface S10. You may leave the point.
  • FIG. 41 is a first modification of FIG. 40
  • FIG. 42 is a second modification of FIG. 40.
  • the second conductive layer 150 may include reflective grooves 150-2 in the second sections S22a and S22b.
  • the light incident on the second sections S22a and S22b may be reflected by changing the traveling path by the inclined surface of the reflective groove 150-2. According to such a structure, light uniformity can be improved.
  • the depth of the reflective groove 150-2 may be the same as the thickness of the first insulating layer 131.
  • the thickness of the first insulating layer 131 may be 110% to 130% thicker than the thickness of the second electrode 246.
  • the thickness of the second electrode 246 may be 1 to 15 nm.
  • the light transmitting layer 131b may be disposed in the reflective groove 150-2.
  • the shape of the light transmission layer 131b and the shape of the reflective groove 150-2 may correspond to each other. Therefore, the thickness of the light transmitting layer 131b may be the same as the thickness of the reflective groove 150-2.
  • the reflective groove 150-2 may be formed by disposing the second conductive layer 150 on the light transmitting layer 131b.
  • the material of the light transmitting layer 131b may include various materials that allow light to pass through in the ultraviolet wavelength range.
  • the light transmitting layer 131b may include an insulating layer material.
  • the transparent layer 131b may include at least one of SiO 2 , SixOy, Si 3 N 4 , Si x N y , SiO x N y , Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, but is not limited thereto.
  • the transparent layer 131b may be formed by extending the first insulating layer 131 disposed in the first recess 128a to the second conductive semiconductor layer.
  • the present invention is not limited thereto, and a separate dielectric layer may be disposed.
  • the second electrode 246 may be disposed to have a lower density as the second electrode 246 moves away from the center of the first-first surface S10. That is, the divided second electrodes 246c, 246d, and 246e may be arranged to be smaller as they are farther from the center. The divided second electrodes 246c, 246d, and 246e may be selectively etched using a mask.
  • the current density of the second section S22a, S22b can be increased while maintaining the current density of the first section S21.
  • the area ratio of the first section (S21) and the second section (S22a, S22b) of 1: 0.8 to 1: 6 it can have a current dispersion efficiency and reflection efficiency at the same time.
  • FIG. 43 is a conceptual diagram of a semiconductor device package according to an embodiment of the present invention.
  • the semiconductor device is composed of a package and can be used for curing resins, resists, SODs, or SOGs. Alternatively, the semiconductor device may be used for medical treatment or sterilization of an air cleaner or water purifier.
  • a semiconductor device package is disposed in a body 2 having a groove 3, a semiconductor device 1 disposed in the body 2, and a body 2 to be electrically connected to the semiconductor device 1. It may include a pair of lead frames (5a, 5b) to be connected.
  • the body 2 may include a material or a coating layer that reflects ultraviolet light.
  • the body 2 may be formed by stacking a plurality of layers 2a, 2b, 2c, and 2d.
  • the plurality of layers 2a, 2b, 2c, and 2d may be the same material or may include different materials.
  • the groove 3 may be wider as it is farther from the semiconductor device, and a step 3a may be formed on the inclined surface.
  • the light transmitting layer 4 may cover the groove 3.
  • the light transmitting layer 4 may be made of glass, but is not limited thereto.
  • the light transmitting layer 4 is not particularly limited as long as it is a material that can effectively transmit ultraviolet light.
  • the inside of the groove 3 may be an empty space.
  • the semiconductor device may be used as a light source of an illumination system, or may be used as a light source of an image display device or a light source of an illumination device. That is, the semiconductor device may be applied to various electronic devices disposed in a case to provide light. For example, when the semiconductor device and the RGB phosphor are mixed and used, white light having excellent color rendering (CRI) may be realized.
  • CRI color rendering
  • the above-described semiconductor device may be configured as a light emitting device package and used as a light source of an illumination system.
  • the semiconductor device may be used as a light source or a light source of an image display device.
  • a backlight unit of an image display device When used as a backlight unit of an image display device, it can be used as an edge type backlight unit or a direct type backlight unit, when used as a light source of a lighting device can be used as a luminaire or bulb type, and also used as a light source of a mobile terminal. It may be.
  • FIG. 44 is a plan view illustrating a sixteenth embodiment of the semiconductor device
  • FIG. 45 is a cross-sectional view taken along the line H-H 'of the semiconductor device of FIG. 44
  • FIG. 46 is a detailed view of a portion of FIG. 45.
  • a first electrode 242 and a second conductive layer 250 are disposed inside and outside a plurality of recesses, respectively, and a reflective layer is disposed in an outer region of an edge region. (reflective layer) is disposed, the reflective layer may be a second conductive layer 250 is extended.
  • a structure including a first electrode layer, a recess, and a second conductive layer (first reflecting layer) may actually be formed in a larger number, and may be formed in consideration of the size, current density, and light output of the semiconductor device.
  • the number of sets can be adjusted freely.
  • the semiconductor device 200A includes a semiconductor structure 220 including a first conductive semiconductor layer 222, an active layer 224, and a second conductive semiconductor layer 226, and a first conductive type.
  • the first electrode 242 may be in contact with the semiconductor layer 222
  • the second electrode 246 may be in contact with the second conductive semiconductor layer 226.
  • recesses are provided from the second conductive semiconductor layer 226 to a portion of the active layer 224 and the first conductive semiconductor layer 226 to expose the first conductive semiconductor layer 222.
  • the cross section of the recessed region is, for example, circular, polygonal, elliptical, or the like, but is not necessarily limited thereto.
  • the first electrode 242 is disposed under the first conductive semiconductor layer 222 exposed in the recess region, and the second conductive semiconductor layer 226 between the recess regions.
  • the second electrode 246 may be disposed on the lower surface of the second electrode 246.
  • the first conductivity type semiconductor layer 222 may be implemented with a compound semiconductor such as -group or -group, and the first conductivity type dopant may be doped.
  • the first conductive semiconductor layer 222 is a semiconductor material having Al x In y Ga (1-xy) N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1), and AlGaN.
  • GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP can be grown to any one or more.
  • the first conductivity type dopant may include an n type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, Te, or the like.
  • the first conductivity type semiconductor layer 222 may be grown in a single layer or multiple layers, but is not limited thereto.
  • the active layer 224 may include any one of a single well structure, a multi well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, or a quantum line structure.
  • the active layer 224 is formed of a well layer and a barrier layer, for example AlGaN / AlGaN, InGaN / GaN, InGaN / InGaN, AlGaN / GaN, InAlGaN / GaN, GaAs (InGaAs), / It may be formed of one or more pair structures of AlGaAs and GaP (InGaP) / AlGaP, but is not limited thereto.
  • the well layer may be formed of a material having an energy band gap smaller than the energy band gap of the barrier layer.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 226 may be implemented with a compound semiconductor such as -group or -group, and the second conductivity type dopant may be doped.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 226 is, for example, a semiconductor material having a compositional formula of In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1), AlGaN It may be formed of any one or more of, GaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 226 is made of AlGaN
  • AlGaN may not be able to smoothly inject holes due to low electrical conductivity.
  • the bottom surface of the second conductivity-type semiconductor layer 226 may be made of GaN having excellent electrical conductivity. This problem can be solved by
  • the second conductive dopant may be a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 226 may be formed as a single layer or a multilayer, but is not limited thereto.
  • Unevenness may be formed on an upper surface of the first conductive semiconductor layer 222.
  • the unevenness may improve the extraction efficiency of the light emitted from the semiconductor device 200A.
  • the width may become wider from the first conductive semiconductor layer 222 to the active layer 224, the electron blocking layer, and the second conductive semiconductor layer 226.
  • the width of the lower structure of the light emitting structure 220 may be increased. This can be more widely etched.
  • the height of the light emitting structure 220 may be, for example, 2 to 3 micrometers, and in the case of the light emitting structure 220 emitting light of ultraviolet rays, in order to increase the extraction efficiency of light having a short wavelength shorter than the blue wavelength, the unevenness of the upper surface
  • the depth of the can range from 3,000 ohms strong to 8,000 ohms strong, with an average depth of 5,000 ohms strong.
  • the first insulating layer 231 may be spaced apart from the first electrode 242 by a predetermined distance.
  • the first insulating layer 231 may extend from the exposed surface of the first conductive semiconductor layer 22 to the side of the recessed region and may be disposed to the surface of the second conductive semiconductor layer 226.
  • the first insulating layer 231 may be disposed at a predetermined distance from both ends of the second electrode 246 on the exposed lower surface of the second conductive semiconductor layer 246.
  • the first insulating layer 231, the second insulating layer 232, and the passivation layer 280 may be made of an insulating material, and aluminum oxide or aluminum nitride may be used.
  • the first insulating layer 231, the second insulating layer 232, and the passivation layer 280 may include SiO 2 or SiN, but are not limited thereto.
  • the second conductive layer 250 may be disposed on the bottom surface of the second conductive semiconductor layer 226.
  • the second conductive layer 250 may be made of a conductive material.
  • the second conductive layer 250 may be made of a metal.
  • the second conductive layer 250 may be made of chromium (Cr), aluminum (Al), titanium (Ti), gold (Au), and nickel (Ni). It may consist of at least one material selected from the group consisting of) and alloys thereof.
  • the thickness of the second conductive layer 250 is provided at 50 nanometers or more, the ultraviolet wavelength. It may be sufficient to reflect at least 80% of the light in the area.
  • the second conductive layer 250 electrically connects the second electrode 246 to the second electrode pad 266, and acts as a capping layer to secure stability by surrounding and supporting the second electrode 246. Can be.
  • the second conductive layer 250 may be disposed to surround at least a portion of the lower surface and the side surface of the insulating layer. The second conductive layer 250 is excellent in adhesion to the insulating layer can ensure the reliability of the device.
  • the semiconductor device 200A that emits light in the UV-B or UV-C wavelength region has a light emitting structure 220 that is grown on the basis of AlGaN, compared to the light emitting device that emits light in the blue wavelength region.
  • the light emission in the TM mode in which the light emission in the direction perpendicular to the growth direction (the horizontal direction in FIG. 45) is dominant may increase.
  • the light traveling in the lateral direction from the active layer 224 is reflected by the second conductive layer 250 to change the traveling direction of the light and shorten the light path, thereby reducing reabsorption of light in the light emitting structure 220. have.
  • the second conductive layer 250 may extend from an edge region of the light emitting structure 220 to a region higher than the active layer 224.
  • an edge region of the light emitting structure 220 may be removed and exposed from the second conductivity type semiconductor layer 226 to some regions of the active layer 224 and the first conductivity type semiconductor layer 222.
  • the second conductive layer 250 may be disposed in the region where the structure 220 is removed.
  • an area indicated by the line II ′ may be an end of the light emitting structure 220 and may be referred to as an isolation region of the light emitting structure 220.
  • the region indicated by the J-J ′ line may be a region in which the upper surface of the light emitting structure 220, that is, the second conductive semiconductor layer 226 is not removed and the upper surface remains.
  • the edge region of the light emitting structure may be outside the region indicated by the J-J 'line.
  • the distance d1 between the I-I 'line and the J-J' line may be 3 micrometers to 7 micrometers, for example, 5 micrometers. If the distance between the I-I 'line and the J-J' line is smaller than 3 micrometers, the mesa etching region may be narrowed, so that it may be difficult to form the second conductive layer 250 having a stepped structure. Stability is improved, but the volume of the active layer 224 may be reduced.
  • the second electrode pad 266 may be made of a conductive material, may be made of metal, may have a single layer or a multilayer structure, and in detail, Ti (titanium) / Ni (nickel) / Ti / Ni / Ti / Au It may have a structure of (gold).
  • the distance d2 between the second electrode pad 266 and the end of the light emitting structure 220 in the region indicated by the line II ′ may be 20 micrometers to 30 micrometers. If the distance d2 is smaller than 20 micrometers, it may be difficult to form the second insulating layer 280 and to secure a process margin. If the distance d2 is greater than 30 micrometers, the second electrode pad 266 may be too far from the light emitting structure 220. The light extraction efficiency may be lowered.
  • the second electrode pad 266 is disposed after forming a recess in at least one of the first insulating layer 231 and the passivation layer 280 to be electrically connected to the second conductive layer 250.
  • the first insulating layer 231 and the passivation layer 280 may be formed along at least one step.
  • the upper surface of the second electrode pad 266 may have a surface concave or a convex surface with respect to the substrate.
  • the concave surface or the convex surface may have an effect of improving the adhesive force by widening the adhesive area during wire bonding of the device.
  • the depth h1 of the recess region may be the same as the depth h3 from which the light emitting structure 220 is removed for the placement of the second conductive layer 250 at the edge of the light emitting structure 220.
  • the light emitting structure 220 in particular, a side surface of the second conductivity-type semiconductor layer 226 is disposed at an angle ⁇ 1 with respect to the bottom surface, and a side surface of the second conductive layer 250 is at an angle ⁇ 2 relative to the bottom surface. It may be disposed with, wherein the above-described angle ( ⁇ 1, ⁇ 2) may be the same.
  • the inclined structure of the second conductive layer 250 may be formed by removing the edge of the light emitting structure 220 by mesa etching or the like.
  • the light emitted from the active layer 224 may emit light 200A.
  • the above-described angles ⁇ 1 and ⁇ 2 may be greater than 90 degrees and less than 150 degrees.
  • the distance d3 of the region where the lower surface of the second conductivity-type semiconductor layer 226 contacts the first insulating layer 231 may be, for example, 5 micrometers to 15 micrometers. If it is smaller than 5 micrometers, it is difficult to secure a process margin. If it is larger than 15 micrometers, the area in which the second electrode 246 may be disposed may be reduced, and thus the operating voltage of the device may be increased.
  • the distance d4 of the region where the first insulating layer 231 overlaps the second conductive layer 250 is, for example, 4 micrometers to 8 micrometers. It can be meters.
  • the second insulating layer 232 may be disposed under the second conductive layer 250 and the first insulating layer 231.
  • the second insulating layer 232 contacts the first conductivity-type semiconductor layer 222 and covers the edge of the first electrode 242 in the recess region.
  • the second insulating layer 231 may serve to electrically separate the first electrode 242 and the second electrode 246.
  • the thickness of the second insulating layer 232 may be 5,000 ohms to 13,000 ohms. When the thickness of the second insulator 232 is thinner than 5,000 ohms strong, the thickness of the second insulator 232 is not sufficient to electrically separate the first electrode 242 and the second electrode 246, and thus the reliability may be lowered. When thicker, the stress generated in the process of bonding the support substrate 270 may increase, thereby lowering reliability.
  • the first conductive layer 265 and the bonding layer 260 may be disposed on the lower surface of the second insulating layer along the shape of the recess region and the light emitting structure.
  • the first conductive layer 265 in the first recessed region may contact the first electrode 242 between the second insulating layer 232.
  • the first conductive layer 265 may be made of a material having excellent reflectivity, for example, may be made of aluminum (Al), and in the ultraviolet wavelength region, for example, when provided with a thickness of 500 ohms or more, 80% or more of light reflectance Can be secured.
  • the bonding layer 260 is a diffusion bonding or eutectic bonding region including the region in which the first conductive layer 265 is mixed with the lower support substrate 270 and Ni, Sn, Au, and the like. It may be an area that includes.
  • the bottom surface of the bonding layer 260 may be disposed along the step that occurs at the separation distance d0 between the second electrode 246 and the first insulating layer 231 disposed on the bottom surface of the second conductivity-type semiconductor layer 226. It may have protrusions in the thickness direction, and if the thickness is sufficiently thick, it may have a flat bottom surface.
  • the distance d0 between the second electrode 246 and the first insulating layer 231 may be, for example, 1 to 2 micrometers, and the second conductivity-type semiconductor layer 226 at the aforementioned separation distance d0. ) May contact the second conductive layer 250.
  • the separation distance d0 may be secured through self-alignment.
  • the bonding layer 260 may be made of a conductive material.
  • gold (Au), tin (Sn), indium (In), aluminum (Al), silicon (Si), silver (Ag), and nickel (Ni) may be used.
  • tin (Sn), indium (In), aluminum (Al), silicon (Si), silver (Ag), and nickel (Ni) may be used.
  • copper (Cu) may be formed of a material selected from the group consisting of or alloys thereof.
  • the diffusion barrier layer prevents the material constituting the bonding layer 260 generated during the bonding process from being diffused to the periphery of the first electrode 242, thereby lowering reliability.
  • a diffusion barrier layer (not shown) may be disposed between the first conductive layer 265 and the bonding layer 260.
  • the diffusion barrier layer may have a multilayer structure of, for example, titanium / nickel / titanium / nickel. Can be.
  • the support substrate 270 may be made of a conductive material, for example, may be formed of a metal or a semiconductor material.
  • the material of the support substrate 270 may be a metal having excellent electrical conductivity or thermal conductivity, and may be formed of a material having high thermal conductivity because it must be able to sufficiently dissipate heat generated when the light emitting device is operated.
  • it may be made of a material selected from the group consisting of silicon (Si), molybdenum (Mo), silicon (Si), tungsten (W), copper (Cu) and aluminum (Al) or alloys thereof.
  • gold (Au), copper alloy (Cu Alloy), nickel (Ni), copper-tungsten (Cu-W), carrier wafers e.g. GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3) Etc.
  • carrier wafers e.g. GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC,
  • the semiconductor device When the semiconductor device is formed on the basis of AlGaN, the current spreading characteristics of the light emitting structure are deteriorated when aluminum (Al) is included in the semiconductor device.
  • the light emitting device emitting light in the UV-B or UV-C wavelength region is aluminum (Al).
  • the light emitting structure is grown based on AlGaN containing a large amount of the polarization may be increased in the TM mode in which light emission in a direction parallel to the growth direction of the light emitting structure is superior to the light emitting device emitting light in the blue wavelength region. In this case, light traveling in the lateral direction from the active layer may be reflected by the second conductive layer 250.
  • FIG. 47 is a sectional view of a portion of a seventeenth embodiment of the semiconductor device.
  • a seventeenth embodiment of the semiconductor device will be described, focusing on a part different from the sixteenth embodiment of the semiconductor device.
  • the semiconductor device 200B according to the present embodiment is different from the sixteenth embodiment described above in that the third reflective layer 238 is disposed in the recess region.
  • the third reflective layer 238 may be made of at least one material selected from the group consisting of chromium (Cr), aluminum (Al), titanium (Ti), gold (Au), and nickel (Ni) and alloys thereof. .
  • the third reflective layer 238 is made of aluminum, and the light of the ultraviolet wavelength region is emitted from the active layer 224, the thickness of the third reflective layer 238 is greater than or equal to 50 nanometers to reflect the light of the ultraviolet wavelength region. May be sufficient.
  • An upper surface of the third reflective layer 238 may be electrically connected to the first electrode 242, and a lower surface of the third reflective layer 238 may be electrically connected to the first conductive layer 265.
  • the third reflective layer 238 may be electrically separated from the second conductive layer 250 by the second insulating layer 232.
  • the third reflective layer 238 has a portion perpendicular to the second conductive layer 250 at the bottom of the second conductive semiconductor layer 226, thereby securing process stability and supporting the active layer 224.
  • the light output of the light emitting device may be improved by sufficiently reflecting light emitted toward the substrate 270.
  • FIG 48 is a sectional view of a portion of an eighteenth embodiment of the semiconductor device.
  • an eighteenth embodiment of the semiconductor device will be described, focusing on a part different from the seventeenth embodiment of the semiconductor device.
  • the height h52 from the bottom surface of the light emitting structure 220 to the top surface of the third reflective layer 238 is greater than the height h51 from the bottom surface of the light emitting structure 220 to the active layer 224.
  • a portion of the third reflective layer 238, that is, the upper region is disposed at a height corresponding to the first conductivity type semiconductor layer 222, and the lower region is formed from the lower portion of the recess region of the second conductivity type semiconductor layer 226. It may be placed facing the bottom face.
  • the middle region of the third reflective layer 238 may be disposed to have a slope with the bottom surface of the second conductivity-type semiconductor layer 226 at a height corresponding to the active layer 224. The light to be reflected may be reflected in a particularly middle region of the third reflective layer 238.
  • an upper surface of the third reflective layer 238 is electrically connected to the first conductive semiconductor layer 222 by contacting the first electrode 242 with a lower surface thereof.
  • the surface may contact the first conductive layer 265.
  • the middle region and the lower region of the third reflective layer 238 may be surrounded by the second insulating layer 232.
  • FIG. 49 is a sectional view of a portion of a nineteenth embodiment of semiconductor device.
  • a nineteenth embodiment of the semiconductor device will be described, focusing on portions that are different from the above-described embodiment of the semiconductor device.
  • a conductive layer 228 may be disposed under the second conductive semiconductor layer 226.
  • the second conductivity type semiconductor layer 226 is made of AlGaN
  • AlGaN may not smoothly inject holes due to low electrical conductivity. This problem may be caused by disposing a conductive layer 228 including GaN having excellent electrical conductivity. Can be solved.
  • the bonding layer 260 penetrates through the first recess to contact the first conductive semiconductor layer 222, but is not illustrated, but the first bonding layer 260 is disposed between the bonding layer 260 and the first conductive semiconductor layer 222.
  • the electrode layer may be disposed.
  • the second reflective layer 235 is disposed in the second recess, and the insulating layer 230 extends to the upper surface in addition to the side surface of the second reflective layer 235.
  • the height of the first recessed region where the bonding layer 260 contacts the first conductive semiconductor layer 222 and the height of the second recess where the second reflective layer 235 is disposed are the same, but the width of the second recess is the same. May be smaller than the width of the first recess.
  • An insulating layer 230 may be disposed on the top, side, and bottom surfaces of the second reflective layer 235, and a bonding layer 260 may be disposed on the lower surface of the second reflective layer 235 to be electrically connected to the second reflective layer 235. have.
  • FIG. 50 is a plan view of a twentieth embodiment of the semiconductor device, and FIG. 51 is a cross-sectional view taken along the line K-K 'of the semiconductor device of FIG.
  • the twentieth embodiment of the semiconductor device will be described based on differences from the sixteenth embodiment.
  • the second reflecting layer 235 is disposed in a low current density region between the first electrode 242 and the recesses, and the low current density region is formed of a second reflection layer 235. It may be spaced apart from the first electrode 242 by a distance r0.
  • the structure consisting of the first electrode 242 and the recesses may be actually made in a larger number, and the number is not limited because the structure may be designed in consideration of the current density.
  • a low current density region may be designed, and a second reflective layer may be disposed between each low current density region.
  • the second reflective layer 235 may be formed of the same material as the third reflective layer 238 of FIGS. 46 to 49.
  • each of the plurality of first electrodes 242 is illustrated as a circle, and regions spaced apart from each of the first electrode layers by a distance r0 may be referred to as a “boundary region” and a current density of the boundary region may be Ii. .
  • the boundary area may be circular but may vary depending on the shape of the first electrode 242, and the present invention is not limited thereto.
  • the current density Ii at the boundary area may be 30% to 40% of the I 0 .
  • I i I 0 ⁇ exp ( ⁇ 1).
  • the region between the plurality of boundary regions may be referred to as a 'low current density region', and the current density of the low current density region may be smaller than Ii.
  • the second reflective layer 235 is disposed outside the 'boundary area' around the first electrode 242, and the plurality of 'boundary areas' may be circumferentially spaced apart from each other. Therefore, when the boundary regions circumscribe each other, the low current density regions may be spaced apart from each other, and when the boundary regions are spaced apart from each other, the low current density regions may be extended to be disposed.
  • a recess is provided from the second conductivity type semiconductor layer 226 to a portion of the active layer 224 and the first conductivity type semiconductor layer 226 to expose the first conductivity type semiconductor layer 222.
  • the first recessed area and the second recessed area may be divided, and the cross-sections of the first recessed area and the second recessed area are, for example, circular, polygonal, elliptical, and the like. Do not.
  • the second recessed area may be disposed around the first recessed area.
  • the first electrode 242 is disposed on the first conductive semiconductor layer 222 exposed in the first recess region 1, and the first recess region 1 and the second recess region are disposed on the first conductive semiconductor layer 222.
  • the second electrode 246 may be disposed on the second conductivity-type semiconductor layer 226 between the recess regions 2.
  • a second reflective layer 235 may be inserted into and disposed in the second recess region 2, and a portion of the second reflective layer 235 may extend to an area outside the second recess region. have.
  • a portion of the second reflective layer 235 may be disposed at a height corresponding to the active layer 224 and a height corresponding to a portion of the first conductive semiconductor layer 222. That is, the upper surface of the second reflective layer 235 may be disposed at the same height as the active layer 224.
  • the light emitting structure 220 is made of AlGaN and contains a large amount of aluminum (Al), current spreading characteristics are lowered in the light emitting structure 220. At this time, the light emitting structure 220 in the region having a low current density is removed and 2 reflecting layer 235 is formed.
  • Al aluminum
  • the path of light traveling in the horizontal direction by emitting light in the TM mode in the active layer to the top, it is possible to reduce the light absorption in the light emitting structure to adjust the directivity angle of the semiconductor device and improve the light extraction efficiency.
  • the second conductive layer 250 electrically connects the second electrode 246 to the second electrode pad 266, and surrounds and supports the second electrode 246 and the reflective layer 235 to secure stability. It can act as a capping layer. In particular, a portion of the active layer 224 and the first conductive semiconductor layer 222 is removed and exposed from the second conductive semiconductor layer 226 in the edge region of the light emitting structure 220. The second conductive layer 250 may be disposed in the region where) is removed, and the second conductive layer 250 may be extended to a region higher than the active layer 224. can do.
  • the edge region of the light emitting structure 220 is removed and exposed from the second conductive semiconductor layer 226 to some regions of the active layer 224 and the first conductive semiconductor layer 222, and the light emitting structure 220 is exposed.
  • the second conductive layer 250 may be disposed in the region from which) is removed.
  • the area indicated by the II 'line is the end of the light emitting structure 220 and may be referred to as the separated area of the light emitting structure 220, and the area indicated by the JJ' line is the surface of the light emitting structure 220, that is, the second conductivity.
  • the semiconductor layer 226 may be a region in which the upper surface remains without being removed.
  • the distance d1 between the I-I 'line and the J-J' line may be 3 micrometers to 7 micrometers, for example, 5 micrometers. If the distance between the I-I 'line and the J-J' line is smaller than 3 micrometers, the mesa etching region may be narrowed, so that it may be difficult to form the second conductive layer 250 having a stepped structure. Stability is improved, but the volume of the active layer 224 may be reduced.
  • the second reflective layer 235 is provided in the second recessed region in the low current density region to reflect the light emitted from the active layer 224 and traveling toward the side in the upward direction.
  • the second conductive layer 250 extends to a height higher than that of the active layer 224, and reflects light emitted from the active layer 224 and propagates toward the edge region in an upward direction. can do.
  • the semiconductor element described above is composed of a package and can be used for curing resins, resists, SODs, or SOGs, for medical treatments such as atopic treatments, or for sterilization of air purifiers or water purifiers.
  • the semiconductor device may be used as a light source of the lighting system, for example, may be used as a light source of an image display device or a light source.
  • a backlight unit of an image display device When used as a backlight unit of an image display device, it can be used as an edge type backlight unit or a direct type backlight unit, when used as a light source of a lighting device can be used as a luminaire or bulb type, and also used as a light source of a mobile terminal. It may be.
  • 52 is a diagram illustrating a package in which semiconductor devices are disposed.
  • the light emitting device package 300 includes a package body 310, a first electrode part 321, a second electrode part 322, and a light emitting device 200A.
  • the package body 310 may be made of an insulating material having a cavity, and may include, for example, a polypthalamide (PPA) resin or a silicon-based material.
  • PPA polypthalamide
  • the electrode part 321 and the second electrode part 322 may be disposed on the package body 310, and a part of the electrode part 321 and the second electrode part 322 may be disposed on the bottom surface of the cavity.
  • the light emitting device 200A may be the above-described light emitting device, and may be disposed on the first electrode part 321 and electrically connected to the second electrode part 322 through a wire 330.
  • the periphery of the light emitting device 200 and the wire 330 may be filled with air.
  • a light emitting device that emits ultraviolet light when the molding part is disposed of a silicon-based material in a peripheral area of the light emitting device, defects such as cracks may be caused in the molding part due to energy corresponding to the ultraviolet wavelength, thereby reducing reliability.
  • a phosphor (not shown) may be included around the light emitting device 200A.
  • the phosphor may be used as a yag-based phosphor, a nitride-based phosphor, a silicate, or a mixture thereof, but is not limited thereto.
  • a groove is formed in the upper portion of the package body 310 and a cover 370 is disposed on the groove, and the cover 370 may be made of a light-transmissive material such as glass, and the package body 310 through the adhesive 375.
  • the cover 370 may be coupled and the adhesive 375 may be, for example, a silicone-based adhesive.
  • the semiconductor device may be flip bonded and used as a package.
  • FIG. 53 is a plan view of a semiconductor device package according to an embodiment of the present disclosure, and FIG. 54 is a modification of FIG. 53.
  • the semiconductor device 10 may be disposed on the first lead frame 5a and connected to the second lead frame 5b by a wire.
  • the second lead frame 5b may be disposed to surround side surfaces of the first lead frame.
  • the lead frame may include first to fifth lead frames 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e.
  • the first semiconductor element 10a may be disposed on the first lead frame 5a and connected to the second lead frame 5b by a wire.
  • the second semiconductor device 10b may be disposed on the second lead frame 5b and connected to the third lead frame 5c by wires.
  • the third semiconductor device 10c may be disposed on the third lead frame 5c and connected to the fourth lead frame 5d by a wire.
  • the fourth semiconductor device 10d may be disposed on the fourth lead frame 5d and may be connected to the fifth lead frame 5e by a wire.
  • the semiconductor device can be applied to various kinds of light source devices.
  • the light source device may be a concept including an illumination device and a display device. That is, the semiconductor device may be applied to various electronic devices disposed in a case to provide light.
  • the lighting apparatus may include a light source module including a substrate and the semiconductor device of the embodiment, a heat dissipation unit for dissipating heat of the light source module, and a power supply unit for processing or converting an electrical signal provided from the outside and providing the light source module to the light source module.
  • the lighting apparatus may include a lamp, a head lamp, or a street lamp.
  • the display device may include a bottom cover, a reflector, a light emitting module, a light guide plate, an optical sheet, a display panel, an image signal output circuit, and a color filter.
  • the bottom cover, the reflector, the light emitting module, the light guide plate, and the optical sheet may constitute a backlight unit.
  • the reflecting plate is disposed on the bottom cover, and the light emitting module may emit light.
  • the light guide plate may be disposed in front of the reflective plate to guide light emitted from the light emitting module to the front, and the optical sheet may include a prism sheet or the like to be disposed in front of the light guide plate.
  • the display panel may be disposed in front of the optical sheet, the image signal output circuit may supply an image signal to the display panel, and the color filter may be disposed in front of the display panel.
  • the semiconductor device may be used as an edge type backlight unit or a direct type backlight unit when used as a backlight unit of a display device.
  • the semiconductor element may be a laser diode in addition to the light emitting diode described above.
  • the laser diode may include the first conductive semiconductor layer, the active layer, and the second conductive semiconductor layer having the above-described structure.
  • an electric-luminescence phenomenon is used in which light is emitted when an electric current flows.
  • a laser diode may emit light having a specific wavelength (monochromatic beam) in the same direction with the same phase by using a phenomenon called stimulated emission and a constructive interference phenomenon. Due to this, it can be used for optical communication, medical equipment and semiconductor processing equipment.
  • a photodetector may be a photodetector, which is a type of transducer that detects light and converts its intensity into an electrical signal.
  • Such photodetectors include photovoltaic cells (silicon, selenium), photoelectric devices (cadmium sulfide, cadmium selenide), photodiodes (e.g. PD having peak wavelength in visible blind or true blind spectral regions) Transistors, optoelectronic multipliers, phototubes (vacuum, gas encapsulation), infrared (Infra-Red) detectors, and the like, but embodiments are not limited thereto.
  • a semiconductor device such as a photodetector may generally be manufactured using a direct bandgap semiconductor having excellent light conversion efficiency.
  • the photodetector has various structures, and the most common structures include a pin photodetector using a pn junction, a Schottky photodetector using a Schottky junction, a metal semiconductor metal (MSM) photodetector, and the like. have.
  • MSM metal semiconductor metal
  • a photodiode may include a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer having the above-described structure, and have a pn junction or pin structure.
  • the photodiode operates by applying a reverse bias or zero bias. When light is incident on the photodiode, electrons and holes are generated and current flows. In this case, the magnitude of the current may be approximately proportional to the intensity of light incident on the photodiode.
  • Photovoltaic cells or solar cells are a type of photodiodes that can convert light into electrical current.
  • the solar cell may include the first conductive semiconductor layer, the active layer, and the second conductive semiconductor layer having the above-described structure, similarly to the light emitting device.
  • a general diode using a p-n junction it may be used as a rectifier of an electronic circuit, it may be applied to an ultra-high frequency circuit and an oscillation circuit.
  • the semiconductor device described above is not necessarily implemented as a semiconductor and may further include a metal material in some cases.
  • a semiconductor device such as a light receiving device may be implemented using at least one of Ag, Al, Au, In, Ga, N, Zn, Se, P, or As, and may be implemented by a p-type or n-type dopant. It may also be implemented using a doped semiconductor material or an intrinsic semiconductor material.

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Abstract

실시 예는, 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층, 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 제2도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하고, 상기 제2도전형 반도체층과 상기 활성층을 관통하여 상기 제1도전형 반도체층의 일부 영역까지 배치되는 복수 개의 리세스를 포함하는 발광구조물; 상기 복수 개의 리세스 내부에 배치되고, 상기 제1도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제1전극; 및 상기 제2도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2전극을 포함하고, 상기 복수 개의 제1전극이 상기 제1도전형 반도체층에 접촉하는 제1면적과 상기 제2전극이 상기 제2도전형 반도체층에 접촉하는 제2면적의 비(제1면적: 제2면적)는 1:3 내지 1:10인 반도체 소자를 개시한다.

Description

반도체 소자
실시 예는 반도체 소자에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.
뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용할 수 있다.
따라서, 반도체 소자는 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 Gas나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.
특히, 자외선 파장 영역의 광을 방출하는 발광소자는 경화작용이나 살균 작용을 하여 경화용, 의료용, 및 살균용으로 사용될 수 있다.
그러나, 자외선 파장 영역의 광을 방출하는 발광소자는 Al의 조성이 높기 때문에 반도체층에 전류가 잘 분산되지 않는 문제가 있다. 따라서, 광 출력이 약해지고 동작 전압이 상승하는 문제가 있다.
실시 예는 광 출력이 향상된 반도체 소자를 제공한다.
또한, 지향각 조절이 가능한 반도체 소자를 제공한다.
또한, 동작 전압을 낮아진 반도체 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 반도체 소자는, 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층, 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 제2도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하고, 상기 제2도전형 반도체층과 상기 활성층을 관통하여 상기 제1도전형 반도체층의 일부 영역까지 배치되는 복수 개의 리세스를 포함하는 발광구조물; 상기 복수 개의 리세스 내부에 배치되고, 상기 제1도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제1전극; 및 상기 제2도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2전극을 포함하고, 상기 복수 개의 제1전극이 상기 제1도전형 반도체층에 접촉하는 제1면적과 상기 제2전극이 상기 제2도전형 반도체층에 접촉하는 제2면적의 비(제1면적: 제2면적)는 1:3 내지 1:10이다.
상기 제1면적은 상기 발광구조물의 수평방향 최대 단면적의 7.4% 이상 20% 이하일 수 있다.
상기 제2면적은 상기 발광구조물의 수평방향 최대 단면적의 35% 이상 70%이하일 수 있다.
상기 복수 개의 리세스의 면적은 상기 발광구조물의 수평방향 최대 단면적의 13% 이상 30% 이하일 수 있다.
상기 활성층은 자외선 파장대의 광을 생성할 수 있다.
상기 리세스의 직경은 38㎛ 이상 60㎛ 이하일 수 있다.
상기 리세스의 측면의 경사 각도는 70도 이상 90도 이하일 수 있다.
상기 제1전극의 직경은 24㎛ 이상 50㎛ 이하일 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층은 상기 활성층과 인접 배치된 저저항층과 상기 저저항층 상에 배치되는 고저항층을 포함하고, 상기 고저항층은 상기 저저항층보다 Al 함량이 높고, 상기 제1전극은 상기 저저항층에 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 리세스의 상면은 제1전극층과 제1도전형 반도체층이 접하는 제1영역, 제1절연층과 제1도전형 반도체층이 접하는 제2영역, 및 제2절연층과 제1도전형 반도체층이 접하는 제3영역을 포함할 수 있다.
상기 제2영역의 폭은 11㎛ 내지 28㎛일 수 있다.
상기 제3영역의 폭은 1㎛ 내지 4㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 소자는, 제1도전형 반도체층, 활성층, 및 제2도전형 반도체층이 제1방향으로 배치되고, 상기 제2도전형 반도체층과 상기 활성층을 관통하여 상기 제1도전형 반도체층의 일부 영역까지 배치되는 복수 개의 리세스를 포함하는 발광구조물; 및 상기 복수 개의 리세스 내부에 배치되고, 상기 제1도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제1전극을 포함하고, 상기 제1방향과 수직인 방향을 제2방향으로 할 때, 상기 복수 개의 리세스의 상기 제2방향에서의 최대 단면적은 상기 발광구조물의 상기 제2 방향에서의 최대 단면적의 20% 이상 30% 이하이다.
실시 예에 따르면, 반도체 소자의 광 출력이 향상될 수 있다.
또한, 반도체 소자의 지향각을 조절할 수 있다.
또한, 반도체 소자의 동작 전압이 낮아질 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고,
도 2는 도 1의 A부분 확대도이고,
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 6은 제1 내지 제3실시 예에 따른 반도체 소자의 광 출력을 측정한 그래프이고,
도 7은 제1 내지 제3실시 예에 따른 반도체 소자의 동작전압을 측정한 그래프이고,
도 8은 본 발명의 제4실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 9는 본 발명의 제5실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 10은 본 발명의 제6실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 11은 본 발명의 제7실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 12는 제4 내지 제7실시 예에 따른 반도체 소자의 광 출력을 측정한 그래프이고,
도 13은 제4 내지 제7실시 예에 따른 반도체 소자의 동작전압을 측정한 그래프이고,
도 14는 본 발명의 제8실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 15는 본 발명의 제9실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 16은 본 발명의 제10실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 17은 본 발명의 제11실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 18은 본 발명의 제12실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 19는 제9 내지 제12실시 예에 따른 반도체 소자의 광 출력을 측정한 그래프이고,
도 20은 제9 내지 제12실시 예에 따른 반도체 소자의 동작전압을 측정한 그래프이고,
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 발광구조물의 개념도이고,
도 22는 발광구조물의 알루미늄 조성을 측정한 그래프이고,
도 23a 및 도 23b는 리세스의 개수 변화에 따라 광 출력이 향상되는 구성을 설명하기 위한 도면이고,
도 24는 본 발명의 제13실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고,
도 25는 도 24의 평면도이고,
도 26은 도 25의 A-A 방향 단면도이고,
도 27은 제2도전층의 구성을 설명하기 위한 도면이고,
도 28은 도 27의 제1변형예이고,
도 29는 도 27의 제2변형예이고,
도 30은 본 발명의 제14실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고,
도 31는 도 30의 평면도이고,
도 32는 도 31의 B-1부분 확대도이고,
도 33은 도 31의 B-2부분 확대도이고,
도 34는 도 32의 B-B 방향 단면도이고,
도 35는 도 34의 제1변형예이고,
도 36a 및 도 36b는 도 34의 제2변형예이고,
도 37은 도 33의 제3변형예이고,
도 38은 본 발명의 제15실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고,
도 39는 도 38의 평면도이고,
도 40은 도 39의 C-C방향 단면도이고,
도 41은 도 40의 제1변형예이고,
도 42는 도 40의 제2변형예이고,
도 43은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지의 개념도이고,
도 44는 반도체 소자의 제16 실시 예의 평면도이고,
도 45는 도 44의 반도체 소자의 H-H' 방향의 단면도이고,
도 46은 도 45의 일부분을 상세히 나타낸 도면이고,
도 47 내지 도 49는 반도체 소자의 제17 실시 예 내지 제19 실시예들의 일부분을 상세히 나타낸 도면이고,
도 50은 반도체 소자의 제20 실시 예의 평면도이고,
도 51은 도 50의 반도체 소자의 K-K' 방향의 단면도이고,
도 52는 반도체 소자가 배치된 패키지를 나타낸 도면이고,
도 53은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지의 평면도이고,
도 54는 도 53의 변형예이다.
본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고, 도 2는 도 1의 A부분 확대도이다.
도 1을 참고하면, 실시 예에 따른 반도체 소자는 제1도전형 반도체층(122), 제2도전형 반도체층(126), 활성층(124)을 포함하는 발광구조물(120)과, 제1도전형 반도체층(122)과 전기적으로 연결되는 제1전극(142)과, 제2도전형 반도체층(126)과 전기적으로 연결되는 제2전극(246)을 포함한다.
제1도전형 반도체층(122), 활성층(124), 및 제2도전형 반도체층(126)은 제1방향(Y방향)으로 배치될 수 있다. 이하에서는 각 층의 두께 방향인 제1방향(Y방향)을 수직방향으로 정의하고, 제1방향(Y방향)과 수직한 제2방향(X방향)을 수평방향으로 정의한다.
실시 예에 따른 발광구조물(120)은 자외선 파장대의 광을 출력할 수 있다. 예시적으로 발광구조물(120)은 근자외선 파장대의 광(UV-A)을 출력할 수도 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)을 출력할 수 도 있고, 심자외선 파장대의 광(UV-C)을 출력할 수 있다. 파장범위는 발광구조물(120)의 Al의 조성비에 의해 결정될 수 있다.
예시적으로, 근자외선 파장대의 광(UV-A)는 320nm 내지 420nm 범위의 파장을 가질 수 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)은 280nm 내지 320nm 범위의 파장을 가질 수 있으며, 심자외선 파장대의 광(UV-C)은 100nm 내지 280nm 범위의 파장을 가질 수 있다.
발광구조물(120)은 제2도전형 반도체층(126) 및 활성층(124)을 관통하여 제1도전형 반도체층(122)의 일부 영역까지 형성되는 복수 개의 리세스(128)를 포함할 수 있다.
제1전극(142)은 리세스(128)의 상면에 배치되어 제1도전형 반도체층(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2전극(246)은 제2도전형 반도체층(126)의 하부에 형성될 수 있다. 제2전극(246)은 리세스(128)에 의해 구획될 수 있다.
제1전극(142)과 제2전극(246)은 오믹전극일 수 있다. 제1전극(142)과 제2전극(246)은 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), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
반도체 소자의 일측 모서리 영역에는 제2전극패드(166)가 배치될 수 있다. 제2전극패드(166)는 중앙 부분이 함몰되어 상면이 오목부와 볼록부를 가질 수 있다. 상면의 오목부에는 와이어(미도시)가 본딩될 수 있다. 따라서, 접착 면적이 넓어져 제2전극패드(166)와 와이어가 더 견고히 본딩될 수 있다.
제2전극패드(166)는 광을 반사할 수 있다. 따라서, 제2전극패드(166)는 발광구조물(120)과 가까울수록 광 추출효율이 향상될 수 있다.
제2전극패드(166)와 발광구조물(120) 사이의 최단 거리는 5㎛ 내지 30㎛일 수 있다. 10㎛보다 작으면 공정 마진을 확보하기 어렵고, 30㎛보다 크면 전체 소자에서 제2전극패드(166)가 배치되는 면적이 넓어져, 발광층(24)의 면적이 줄어들고 광량이 줄어들 수 있다.
제2전극패드(166)의 볼록부의 높이는 활성층(124)보다 높을 수 있다. 따라서 제2전극패드(166)는 활성층(124)에서 소자의 수평방향으로 방출되는 광을 상부로 반사하여 광 추출효율을 향상시키고, 지향각을 제어할 수 있다.
제2전극패드(166)의 하부에서 제1절연층(131)이 일부 오픈되어 제2도전층(150)과 제2전극(246)이 전기적으로 연결될 수 있다. 패시베이션층(180)은 발광구조물(120)의 상부면과 측면에 형성될 수 있다. 패시베이션층(180)은 제2전극(246)과 인접한 영역이나 제2전극(246)의 하부에서 제1절연층(131)과 접촉할 수 있다.
제1절연층(131)이 오픈되어 제2전극(246)이 제2도전층(150)과 접촉하는 부분의 폭(d22)은 예를 들면 40㎛ 내지 90㎛일 수 있다. 40㎛보다 작으면 동작 전압이 상승하는 문제가 있고, 90㎛보다 크면 제2도전층(150)을 외부로 노출시키지 않기 위한 공정 마진 확보가 어려울 수 있다. 제2도전층(150)이 제2전극(246)의 바깥 영역으로 노출되면, 소자의 신뢰성이 저하될 수 있다. 따라서, 바람직하게 폭(d22)는 제2전극(246)의 전체 폭의 60% 내지 95%일 수 있다.
도 2를 참고하면, 발광구조물(120)의 Al 조성이 높아지면, 발광구조물(120) 내에서 전류 확산 특성이 저하될 수 있다. 또한, 활성층(124)은 GaN 기반의 청색 발광 소자에 비하여 측면으로 방출하는 광량이 증가하게 된다(TM 모드). 이러한 TM모드는 자외선 반도체 소자에서 발생할 수 있다.
실시 예에 따르면, 전류 확산을 위해 일반적인 GaN 반도체에 비해 상대적으로 많은 개수의 리세스(128)를 형성하여 제1전극(142)을 배치할 수 있다.
제1절연층(131)은 제1전극(142)을 활성층(124) 및 제2도전형 반도체층(126)과 전기적으로 절연시킬 수 있다. 또한, 제1절연층(131)은 제2전극(246)과 제2도전층(150)을 제1도전층(165)와 전기적으로 절연시킬 수 있다.
제1절연층(131)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 제1절연층(131)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예시적으로 제1절연층(131)은 은 Si 산화물이나 Ti 화합물을 포함하는 다층 구조의 DBR(distributed Bragg reflector) 일 수도 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하지 않고 제1절연층(131)은 다양한 반사 구조를 포함할 수 있다.
제1절연층(131)이 절연기능을 수행하는 경우, 활성층(124)에서 측면을 향해 방출되는 광(L1)을 상향 반사시켜 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 후술하는 바와 같이 리세스(128)의 개수가 많아질수록 광 추출 효율은 더 효과적일 수 있다.
제1전극(142)의 직경(W3)은 24㎛ 이상 50㎛ 이하일 수 있다. 이러한 범위를 만족하는 경우 전류 분산에 유리할 수 있고, 많은 개수의 제1전극(142)을 배치할 수 있다.
제1전극(142)의 직경(W3)이 24㎛보다 작을 경우, 제1도전형 반도체층(122)에 주입되는 전류가 충분하지 않을 수 있고 50㎛보다 클 경우, 제1도전형 반도체층(122)의 면적에 배치되는 복수 개의 제1전극(142)의 수가 충분하지 않을 수 있기 때문에 전류 분산 특성에 있어서 불리해질 수 있다.
리세스(128)의 직경(W1)은 38㎛ 이상 60㎛ 이하일 수 있다. 리세스(128)의 직경(W1)은 제2도전형 반도체층(126)의 하부에 배치되어 리세스에서 가장 넓은 면적으로 정의할 수 있다.
리세스(128)의 직경(W1)이 38㎛보다 작을 경우, 리세스(128) 내부에 배치되는 제1전극(142)을 형성하는 데에 있어서 공정마진을 확보하기 어렵고, 60㎛보다 크면 제거되는 제1전극(142)에 인접한 발광층(124)의 볼륨이 증가하기 때문에 발광 효율이 저하될 수 있다.
리세스(128)의 상면(143)의 직경(W2)은 30㎛ 이상 58㎛ 이하일 수 있다.
예시적으로 리세스(128)의 직경(W1)은 56㎛이고, 상면의 직경(W2)은 54㎛일 수 있다. 리세스(128)의 경사각도(θ5)는 70도 내지 90도일 수 있다. 이러한 면적 범위를 만족하는 경우 상면에 제1전극(142)을 형성하는데 유리할 수 있고, 많은 개수의 리세스(128)를 형성할 수 있다.
경사각도(θ5)가 70도보다 작으면 제거되는 발광층(124)의 볼륨이 증가하는 문제가 있어 발광 효율이 저하될 수 있다. 리세스(128)의 경사각도(θ5)를 이용하여 제1전극(142)과 제2전극(246)의 면적을 조절할 수 있다.
제1전극(142)의 두께(d2)는 제1절연층(131)의 두께(d3)보다 얇을 수 있으며, 제1절연층(131)과 0㎛ 내지 4㎛의 이격 거리(d4)를 가질 수 있다.
제1전극(142)의 두께(d2)가 제1절연층(131)의 두께(d3)보다 얇은 경우, 제1도전층(165)을 배치할 때 발생하는 스텝 커버리지 특성 저하에 의한 박리 및 크랙 등의 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 제1절연층(131)과 이격 거리(d4)를 가짐으로써 제2절연층(132)의 갭필(Gap-fil)특성이 향상될 수 있다.
제1전극(142)과 제1절연층(131)의 이격 거리(d4)는 0㎛ ~ 4㎛일 수 있다.
제1전극(142)과 제1절연층(131)의 이격 거리(d4)가 4㎛보다 클 경우 리세스(128) 상면에 배치되는 제1절연층(131)의 폭이 줄어들어 공정 마진을 확보하기 어려워 신뢰성이 저하될 수 있다. 또한, 제1전극(142)의 폭(W3)이 줄어들어 동작 전압 특성이 저하될 수 있다. 리세스(128)의 상면(143)은 제1절연층(131)과 제1도전형 반도체층(122)이 접하는 제1영역(d5), 제2절연층(132)과 제1도전형 반도체층(122)가 접하는 제2영역(d4), 및 제1전극층(142)과 제1도전형 반도체층(122)가 접하는 제3영역(d6)을 포함할 수 있다. 제3영역(d6)은 제1전극(142)의 폭(W)과 동일할 수 있다.
제1절연층(142)과 제2절연층(132)이 동일한 물질로 구성되는 경우 제1절연층(142)과 제2절연층(132)은 물리적 및/또는 화학적 결합에 의해 서로 구분되지 않을 수도 있다. 이 경우, 제1영역(d5)의 폭과 제2영역(d4)의 폭의 합을 제1영역(d5)의 폭이나 제2영역(d4)의 폭으로 정의할 수도 있다.
제1영역(d5)의 폭이 넓어지면 제3영역(d6)이 좁아지고, 제1영역(d5)의 폭이 넓어지면 제3영역(d6)이 넓어질 수 있다.
제1영역(d5)의 폭은 11㎛~28㎛일 수 있다. 11㎛보다 작으면, 공정 마진 확보가 어려워 소자의 신뢰성이 저하될 수 있고, 28㎛보다 크면 제1전극층(142)의 폭(W3)이 줄어들어 전기적 특성이 저하될 수 있다.
제3영역(d6)의 폭은 제1영역(d5)의 폭과 제2영역(d4)의 폭을 조절하여 결정할 수 있다. 소자 전체에 전류 분포를 균일하게 하고, 전류 주입을 최적화하기 위해 리세스(128)의 폭을 상기 범위 내에서 자유롭게 설계할 수 있다.
또한, 리세스(128)의 넓이는 제1영역(d5), 제2영역(d4), 및 제3영역(d6)의 폭을 조절하여 결정할 수 있다. 리세스(128)의 면적이 커질 경우, 제2전극(246)이 배치될 수 있는 면적이 줄어든다. 이를 통해 제1전극(142)과 제2전극 (246)의 비율을 결정할 수 있고, 전자와 정공의 밀도(density)를 정합시켜 전류 밀도를 최적화하기 위해 리세스(128)의 폭을 상기 범위 내에서 자유롭게 설계할 수 있다.
제2전극(246)의 두께는 제1절연층(131)의 두께보다 얇을 수 있다.
제2전극(246)은 제1절연층(131)와 1㎛ ~ 4㎛의 제1 이격 거리(S2)를 가질 수 있다, 1㎛ 미만의 이격 거리를 가질 경우 공정 마진을 확보하기 어려워 신뢰성이 저하될 수 있다. 4㎛ 보다 이격 거리가 길 경우 제2전극(246)이 배치되는 면적이 좁아져 동작 전압이 상승하는 문제점이 발생될 수 있다.
제2도전층(150)은 제2전극(246)을 덮을 수 있다. 따라서, 제2전극패드(166)와, 제2도전층(150), 및 제2전극(246)은 하나의 전기적 채널을 형성할 수 있다.
제2도전층(150)은 제2전극(246)을 완전히 감싸며 제1절연층(131)의 측면과 상면에 접할 수 있다. 제2도전층(150)은 제1절연층(131)과의 접착력이 좋은 물질로 이루어지며, Cr, Al, Ti, Ni, Au 등의 물질로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단일층 혹은 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
제2도전층(150)이 제1절연층(131)의 측면과 상면과 접하는 경우, 제2전극(246)의 열적, 전기적 신뢰성을 향상할 수 있다. 또한, 제1절연층(131)과 제2전극(246) 사이로 방출되는 광을 상부로 반사하는 반사 기능을 가질 수 있다.
제2도전층(150)은 제1절연층(131)과 제2전극(246) 사이의 제2 이격 거리에 배치될 수 있다. 제2도전층(150)은 제2이격 거리에서 제2전극(246)의 측면과 상면 및 제1절연층(131)의 측면과 상면에 접할 수 있다.
또한, 제2 이격 거리 내에서 제2도전층(150)과 제2도전성 반도체층(126)이 접하여 쇼트키 접합이 형성되는 영역이 배치될 수 있으며, 쇼트키 접합을 형성함으로써 전류 분산이 용이해질 수 있다.
제2절연층(132)은 제2전극(246), 제2도전층(150)을 제1도전층(165)과 전기적으로 절연시킨다. 제1도전층(165)은 제2절연층(132)에 형성된 리세스의 내부로 연장되어 제1전극(142)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1절연층(131)의 두께는 제2절연층(132)의 두께보다 작을 수 있다. 예시적으로 제1절연층(131)의 두께는 3000옴스트롱 내지 7000옴스트롱일 수 있다. 3000 옴스트롱보다 얇은 경우 전기적 신뢰성이 저하될 수 있고, 7000 옴스트롱보다 두꺼우면 제2도전층(150)이 제1절연층(131) 상부와 측면에 배치될 때, 제2도전층(150)의 스텝 커버리지 특성이 좋지 않아 박리나 크랙을 유발할 수 있다. 박리나 크랙을 유발하는 경우, 전기적 신뢰성이 저하되거나 광 추출 효율이 저하되는 문제점을 야기할 수 있다.
제2절연층(132)의 두께는 4000옴스트롱 내지 10000옴스트롱일 수 있다. 4000 옴스트롱보다 얇을 경우 소자의 동작 시 전기적 신뢰성이 저하될 수 있고, 10000 옴스트롱보다 두꺼울 경우 공정시 소자에 가해지는 압력이나 열적 스트레스에 의하여 신뢰성이 저하될 수 있으며, 공정 시간이 길어져 소자의 단가가 높아지는 문제를 야기할 수 있다. 제1절연층(131)과 제2절연층(132)의 두께는 이에 한정하지 않는다.
제1도전형 반도체층(122)은 제1도전형 반도체층(122)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1도전형 반도체층(122)에 제1도펀트가 도핑될 수 있다. 제1도전형 반도체층(122)은 Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 제1도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제1도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제1도펀트가 도핑된 제1도전형 반도체층(122)은 n형 반도체층일 수 있다.
제1도전형 반도체층(122)은 Al의 조성이 상대적으로 낮은 저저항층(122a)과 Al의 조성이 상대적으로 높은 고저항층(122b)을 가질 수 있다. 고저항층(122b)은 Al의 조성이 60% 내지 70%일 수 있고, 저저항층(122a)은 Al의 조성이 40% 내지 50%일 수 있다. 저저항층(122a)은 활성층(124)과 인접 배치된다.
제1전극(142)은 저저항층(122a) 내부에 배치될 수 있다. 즉, 리세스(128)는 저저항층(122a)에 형성되는 것이 바람직하다. 고저항층(122b)은 Al의 조성이 높아 전류 확산 특성이 상대적으로 낮기 때문이다. 따라서, 리세스(128) 내부에서 제1전극(142)이 저저항층(122a)과 접하여 오믹을 형성할 수 있고, 고저항층(122b)으로 발광하는 광은 고저항층(122b)에서 흡수되지 않아 발광 효율이 향상될 수 있다.
활성층(124)은 제1도전형 반도체층(122)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2도전형 반도체층(126)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(124)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.
활성층(124)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(124)의 구조는 이에 한정하지 않는다. 활성층은 Al을 포함할 수 있다.
제2도전형 반도체층(126)은 활성층(124) 상에 형성되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2도전형 반도체층(126)에 제2도펀트가 도핑될 수 있다. 제2도전형 반도체층(126)은 Inx5Aly2Ga1-x5-y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제2도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제2도펀트가 도핑된 제2도전형 반도체층(126)은 p형 반도체층일 수 있다.
제2도전형 반도체층(126)이 AlGaN인 경우, 낮은 전기 전도도에 의해 정공 주입이 원활하지 않을 수 있다. 따라서, 상대적으로 전기 전도도가 우수하며 제2 도전형 반도체층(126)과 같은 극성의 GaN을 제2도전형 반도체층(126)의 저면에 배치할 수도 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 후술하는 바와 같이 제2전극과 접촉하는 제2도전형 반도체층(126)의 표면층은 AlGaN일 수도 있다.
다시 도 1을 참고하면, 제2도전층(150)은 제2전극(246)과 제2전극패드(166)를 전기적으로 연결할 수 있다.
제2도전층(150)은 Cr, Al, Ti, Ni, Au 등의 물질로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단일층 혹은 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
발광구조물(120)의 하부면과 리세스(128)의 형상을 따라 제1도전층(165)과 접합층(160)이 배치될 수 있다. 제1도전층(165)은 반사율이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로 제1도전층(165)은 알루미늄을 포함할 수 있다. 전극층(165)이 알루미늄을 포함하는 경우, 활성층(124)에서 기판(170) 방향으로 방출되는 광을 상부 반사하는 역할을 하여 광 추출 효율을 향상할 수 있다.
접합층(160)은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예시적으로 접합층(160)은 금, 주석, 인듐, 알루미늄, 실리콘, 은, 니켈, 및 구리로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
기판(170)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로 기판(170)은 금속 또는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 기판(170)은 전기 전도도 및/또는 열 전도도가 우수한 금속일 수 있다. 이 경우 반도체 소자 동작시 발생하는 열을 신속이 외부로 방출할 수 있다.
기판(170)은 실리콘, 몰리브덴, 실리콘, 텅스텐, 구리 및 알루미늄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
제2전극패드(166)는 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 제2전극패드(166)는 단층 또는 다층구조를 가질 수 있으며, 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 은(Ag) 및 금(Au)를 포함할 수 있다. 예시적으로 제2전극패드(166)는 Ti/Ni/Ti/Ni/Ti/Au의 구조를 가질 수 있다.
발광구조물(120)의 상면과 측면에는 패시베이션층(180)이 배치될 수 있다. 패시베이션층(180)의 두께는 2000 옴스트롱 내지 5000 옴스트롱일 수 있다. 2000옴스트롱보다 작을 경우, 소자를 외부의 수분이나 이물질로부터 보호하는 데에 충분하지 않아 소자의 전기적, 광학적 신뢰성을 저하시킬 수 있고, 5000 옴스트롱보다 두꺼울 경우 소자에 가하는 스트레스가 커져 광학적, 전기적 신뢰성을 저하시키거나 공정 시간이 길어짐에 따라 소자의 단가가 높아지는 문제점을 야기할 수 있다.
발광구조물(120)의 상면에는 요철이 형성될 수 있다. 이러한 요철은 발광구조물(120)에서 출사되는 광의 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 요철은 자외선 파장에 따라 평균 높이가 다를 수 있으며, UV-C의 경우 300 nm 내지 800 nm 정도의 높이를 갖고, 평균 500 nm 내지 600 nm 정도의 높이를 가질 때 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 6은 제1 내지 제3실시 예에 따른 반도체 소자의 광 출력을 측정한 그래프이고, 도 7은 제1 내지 제3실시 예에 따른 반도체 소자의 동작전압을 측정한 그래프이다.
도 3을 참고하면, Al의 조성이 높아지면 전류 분산 특성이 저하될 수 있다. 따라서, 각각의 제1전극(142)에 인근지점에만 전류가 분산되며, 거리가 먼 지점에서는 전류밀도가 급격히 낮아질 수 있다. 따라서, 유효 발광 영역(P2)이 좁아질 수 있다. 유효 발광 영역(P2)은 전류 밀도가 가장 높은 제1전극(142)의 인근 지점에서의 전류 밀도를 기준으로 전류 밀도가 40%이하인 경계지점까지의 영역으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 리세스(128)의 중심으로부터 5㎛ 내지 40㎛ 떨어진 거리를 경계지점으로 정의할 수 있다. 그러나, 주입 전류의 레벨, Al의 조성에 따라 가변적일 수 있다.
특히, 이웃한 제1전극(142) 사이인 저전류밀도영역(P3)은 전류밀도가 낮아서 발광에 거의 기여하지 못할 수 있다. 따라서, 실시 예는 전류밀도가 낮은 저전류밀도영역(P3)에 제1전극(142)을 더 배치하여 광 출력을 향상시킬 수 있다.
예시적으로 도 3에 비해 도 4의 경우, 저전류밀도영역(P3)의 면적이 줄어들었음을 확인할 수 있다. 또한, 도 5의 경우 도 4에 비해 저전류밀도영역(P3)의 면적이 더욱 줄어들었음을 확인할 수 있다.
일반적으로 GaN 반도체층의 경우 상대적으로 전류 분산 특성이 우수하므로 리세스 및 제1전극의 면적을 최소화하는 것이 바람직하다. 리세스와 제1전극의 면적이 커질수록 활성층의 면적이 작아지기 때문이다. 그러나, 실시 예의 경우 Al의 조성이 높아 전류 확산 특성이 상대적으로 떨어지므로 활성층의 면적을 희생하더라도 제1전극의 개수를 증가시키는 것이 바람직할 수 있다.
칩의 전체 사이즈를 기준으로 리세스의 직경(W1) 비율은 1:0.038 내지 1:0.060일 수 있다. 1:0.038보다 작은 경우 리세스(128) 내부에 배치되는 제1전극(142)을 형성하는 데에 있어서 공정마진을 확보하기 어렵고, 1:0.060보다 크면 제거되는 제1전극(142)에 인접한 발광층(124)의 볼륨이 증가하기 때문에 발광 효율이 저하될 수 있다. 예시적으로 칩의 사이즈는 1000㎛일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
또한, 칩의 전체 사이즈를 기준으로 제1전극의 직경(W3)의 비율은 1:0.024 내지 1:0.050일 수 있다. 1:0.024보다 작을 경우, 제1도전형 반도체층(122)에 주입되는 전류가 충분하지 않을 수 있고, 1:0.050보다 클 경우 제1도전형 반도체층(122)의 면적에 배치되는 복수 개의 제1전극(142)의 수가 충분하지 않을 수 있기 때문에 전류 분산 특성에 있어서 불리해질 수 있다.
도 6을 참고하면, 리세스(128)의 개수가 14개인 제1실시 예의 광 출력 100%를 기준으로, 리세스(128)의 개수가 31개인 제2실시 예는 광 출력이 114.7% 향상되었음을 확인할 수 있다. 또한, 리세스의 개수가 44개가 되면 광 출력은 140.1% 향상됨을 확인할 수 있다. 즉, 활성층의 전체 면적은 줄어들었지만, 발광에 참여하는 활성층의 면적은 증가하였음을 알 수 있다.
도 7을 참고하면, 리세스(128)의 개수가 14개인 제1실시 예의 동작전압 100%를 기준으로, 리세스(128)의 개수가 31개인 제2실시 예는 동작전압이 87%로 낮아졌음을 확인할 수 있다. 또한, 리세스의 개수가 44개가 되면 동작전압은 78%로 더 낮아짐을 확인할 수 있다. 즉, 제1전극의 총면적이 커져 전류 분산 특성이 향상됨으로써 동작전압이 낮아졌음을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제4실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 9는 본 발명의 제5실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 10은 본 발명의 제6실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 11은 본 발명의 제7실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 12는 제4 내지 제7실시 예에 따른 반도체 소자의 광 출력을 측정한 그래프이고, 도 13은 제4 내지 제7실시 예에 따른 반도체 소자의 동작전압을 측정한 그래프이다.
도 8을 참고하면, 리세스(128)의 개수가 48개인 경우에는 리세스(128)가 가로 세로 방향으로 일직선으로 배치되지 못하고, 지그재그로 배치될 수 있다. 이 경우 저전류밀도영역(P3)의 면적은 더욱 좁아졌음을 확인할 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 리세스(128)의 개수가 62개를 넘어서면서부터는 유효 발광 영역(P2)이 중첩됨을 확인할 수 있다. 따라서, 활성층은 대부분 발광에 참여할 수 있다.
복수 개의 제1전극(142)이 제1도전형 반도체층(122)과 접촉하는 제1면적은 발광구조물(120)의 수평방향 최대 단면적의 7.4% 이상 20% 이하, 또는 10% 이상 20%이하일 수 있다. 제1면적은 각각의 제1전극(142)이 제1도전형 반도체층(122)과 접촉하는 총면적일 수 있다.
복수 개의 제1전극(142)의 제1면적이 7.4% 미만인 경우에는 충분한 전류 확산 특성을 가질 수 없어 광 출력이 감소하며, 20%를 초과하는 경우에는 활성층 및 제2전극의 면적이 과도하게 감소하여 동작 전압이 상승하고 광 출력이 감소하는 문제가 있다.
또한, 복수 개의 리세스(128)의 총면적은 발광구조물(120)의 수평방향 최대 단면적의 13% 이상 30% 이하일 수 있다. 리세스(128)의 총면적이 상기 조건을 만족하기 못하면 제1전극(142)의 총면적을 7.4% 이상 20% 이하로 제어하기 어렵다. 또한, 동작 전압이 상승하고 광 출력이 감소하는 문제가 있다.
제2전극(246)이 제2도전형 반도체층(126)과 접촉하는 제2면적은 발광구조물(120)의 수평방향 최대 단면적의 35% 이상 70% 이하일 수 있다. 제2면적은 제2전극(246)이 제2도전형 반도체층(126)과 접촉하는 총면적일 수 있다.
제2면적이 35% 미만인 경우에는 제2전극의 면적이 작아져 동작 전압이 상승하고, 정공의 주입 효율이 떨어지는 문제가 있다. 제2면적이 70%를 초과하는 경우에는 제1면적을 효과적으로 넓힐 수 없어 전자의 주입 효율이 떨어지는 문제가 있다.
즉, 제1면적과 제2면적은 반비례 관계를 갖는다. 제1전극의 개수를 늘리기 위해서 리세스의 개수를 늘리는 경우 제2전극의 면적이 감소하게 된다. 광 출력을 높이기 위해서는 전자와 정공의 분산 특성이 균형을 이루어야 한다. 따라서, 제1면적과 제2면적의 적정한 비율을 정하는 것이 중요하다.
도 12를 참고하면, 리세스(128)의 개수가 48개인 제4실시 예의 광 출력 100%를 기준으로, 리세스(128)의 개수가 증가할수록 광 출력은 향상됨을 확인할 수 있다. 또한, 도 13을 참고하면, 리세스(128)의 개수가 48개인 제4실시 예의 동작전압 100%를 기준으로 리세스(128)의 개수가 증가할수록 동작전압이 낮아짐을 확인할 수 있다.
하기 표 1은 실시 예 1 내지 7의 발광구조물의 면적, p-오믹전극의 면적(제2면적), 리세스의 면적, n-오믹전극의 면적(제1면적), 및 리세스의 개수를 측정하였다.
발광구조물의 수평 방향 최대 면적은 발광구조물의 면적과 리세스 면적을 합산한 면적일 수 있다. 즉, 발광구조물의 수평 방향 최대 면적(발광구조물과 리세스 면적의 합)은 100%이고, 각 면적은 발광구조물의 수평 방향 최대 면적을 기준으로 계산된 값일 수 있다.
발광구조물의 면적은 발광구조물의 최대 면적에서 리세스 면적을 제외한 면적일 수 있다. 즉, 리세스 면적이 증가할수록 발광구조물의 면적은 감소하게 된다.
리세스 면적은 리세스가 차지하는 총면적의 비율이다.
p-오믹전극의 면적은 리세스의 개수가 많아질수록 감소하는 제2전극의 면적비율이다.
n-오믹전극 면적은 리세스(128)의 개수가 많아질수록 증가하는 제1전극의 면적비율이다.
발광구조물면적[%] p오믹전극 면적[%] 리세스면적[%] n오믹전극 면적[%] 면적비(n전극:p전극) 리세스개수
실시예 1 96.1 88.1 3.9 2.2 1:40 14
실시예 2 91.3 79.4 8.7 4.8 1:16.5 31
실시예 3 87.5 73.5 12.5 7.0 1:10.5 44
실시예 4 86.4 70.7 13.6 7.4 1:9.55 48
실시예 5 82.4 63.4 17.6 9.7 1:6.53 62
실시예 6 78.1 55.6 21.9 12.1 1:4.59 77
실시예 7 72.5 45.6 27.5 15.1 1:3.01 96
실시 예 1 내지 7을 참조하면, 리세스(128)의 개수가 많아질수록 발광구조물의 면적과 제2전극(p-오믹전극)의 면적은 줄어들고, 리세스(128)의 총면적 및 제1전극(n-오믹전극)의 면적은 점차 증가함을 확인할 수 있다.
복수 개의 제1전극이 제1도전형 반도체층에 접촉하는 제1면적과 제2전극이 제2도전형 반도체층에 접촉하는 제2면적의 비(제1면적:제2면적)는 1:3 내지 1:10일 수 있다.
면적비가 1:10보다 커지는 경우에는 제1면적이 상대적으로 작아 전류 분산 특성이 저하될 수 있다. 예시적으로 실시 예 1의 경우 제1면적이 약 1.8%밖에 되지 않아 전류 주입 효율이 저하될 수 있다. 그 결과, 제1전극의 인접 영역에서만 발광하게 된다.
실시 예 1 내지 7는 칩 사이즈, 리세스 및 제1전극의 크기는 동일하게 제어하였다. 예시적으로 리세스(128)의 직경은 56㎛일 수 있고, 제1전극의 직경은 42㎛일 수 있다. 리세스 및 제1전극의 개수가 많아질수록 제1면적은 커지고 제2면적은 작아지게 된다.
도 14는 본 발명의 제8실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 15는 본 발명의 제9실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 16은 본 발명의 제10실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 17은 본 발명의 제11실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 18은 본 발명의 제12실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고, 도 19는 제9 내지 제12실시 예에 따른 반도체 소자의 광 출력을 측정한 그래프이고, 도 20은 제9 내지 제12실시 예에 따른 반도체 소자의 동작전압을 측정한 그래프이다.
도 16을 참고하면, 리세스(128)의 개수를 181개로 증가시키기 위해 리세스(128)의 직경을 감소시켰다. 예시적으로 리세스(128)의 직경(W12)은 38㎛일 수 있고, 제1전극의 직경(W32)은 24㎛일 수 있다.
또한, 도 18을 참고하면, 리세스(128)의 개수를 236개로 증가시키기 위해 리세스(128)의 직경을 더욱 감소시켰다. 예시적으로 리세스(128)의 직경(W13)은 32㎛일 수 있고, 제1전극의 직경(W33)은 20㎛일 수 있다.
도 19를 참고하면, 제9실시 예의 광 출력 100%를 기준으로 리세스(128)의 개수가 181개와 208개로 증가하면 광 출력이 미세하게 증가함을 확인할 수 있다. 그러나, 리세스(128)의 개수가 236개로 증가되면 오히려 광 출력이 감소함을 확인할 수 있다.
도 20을 참고하면, 제9실시 예의 동작전압을 기준으로 리세스(128)의 개수가 181개 및 236개로 증가시킨 경우에는 오히려 동작전압이 상승하였음을 확인할 수 있다.
하기 표 2는 실시 예 8 내지 12의 발광 구조물 면적, p-오믹전극의 면적 비율, 리세스의 총면적 비율, n-오믹전극의 총면적, 및 리세스의 개수를 측정한 표이다.
표 1에서 정의한 바와 같이, 발광구조물의 수평 방향 최대 면적은 발광구조물의 면적과 리세스 면적을 합산한 면적일 수 있다. 즉, 발광구조물의 수평 방향 최대 면적(발광구조물과 리세스 면적의 합)은 100%이고, 각각의 면적은 발광구조물의 수평 방향 최대 면적을 기준으로 계산된 값일 수 있다.
발광 구조물 면적[%] p오믹전극 면적[%] 리세스 면적[%] n오믹전극 면적[%] 면적비(n전극:p전극) 리세스 개수
실시예 8 85.4 69.4 14.6 8.2 1:8.4 48
실시예 9 71.5 60.7 28.5 16.0 1:3.78 100
실시예 10 75.9 42.9 24.1 9.6 1:4.46 181
실시예 11 72.3 35.0 27.7 11.0 1:3.18 208
실시예 12 77.6 36.5 22.4 8.7 1:4.19 236
표 2를 참고하면, 실시 예 10 내지 12는 리세스(128)의 개수가 증가하였음에도 불구하고 리세스(128)의 총면적과 제1전극의 총면적은 오히려 감소하였음을 확인할 수 있다.
즉, 리세스(128)와 제1전극(142)의 직경을 줄여 많은 개수를 배치하여도 제1면적과 제2면적의 비를 1:3 미만으로 제어하기 어렵다는 것을 확인할 수 있다.
표 1 및 표 2를 종합하면, 복수 개의 제1전극이 제1도전형 반도체층에 접촉하는 제1면적과 제2전극이 제2도전형 반도체층에 접촉하는 제2면적의 비(제1면적:제2면적)가 1:3 내지 1:10인 경우, 리세스의 개수 혹은 면적을 최적화시켜 제작이 용이하면서도 광 출력을 효과적으로 높일 수 있다. 또한 동작 전압을 효과적으로 낮출 수 있다.
제1면적와 제2면적의 비는 다양한 방법에 의해 제어할 수 있다. 예시적으로, 리세스의 개수 혹은 면적을 늘리는 경우 제1면적은 증가하고 제2면적은 감소할 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 인자를 제어하여 제1면적과 제2면적의 비를 조절할 수도 있다.
예시적으로 도 2와 같이 리세스의 상면에 배치되는 제1절연층의 폭(d5)을 제어하여 제1전극의 면적을 제어할 수도 있고, 제2도전형 반도체층(126)의 하부로 연장된 제1절연층(131)과 제2전극(246)의 이격거리를 제어하여 제2전극의 면적을 제어할 수도 있다.
실시 예 9 내지 11과 같이, 제2도전형 반도체층상에 형성된 복수 개의 리세스의 총면적을 발광구조물의 수평방향 최대 단면적의 20% 이상 30% 이하로 제어하는 경우 광 출력을 효과적으로 높이고, 동작 전압을 낮출 수 있다.
복수 개의 리세스 사이의 간격은 9.0㎛이상 또는 13.5㎛이상일 수 있다. 측정 결과, 제8실시 예의 경우 제2전극 사이의 간격(리세스 사이의 간격)은 56㎛이고, 제9실시 예의 경우 19㎛이고, 제10실시 예의 경우 13.5㎛이고, 제11실시 예의 경우 9.0㎛이고, 제12실시 예의 경우 8.5㎛이였다. 제10 내지 제12실시 예의 경우 활성층의 면적은 감소하면서도 제2전극 사이의 간격만 가까워져 광 출력이 저하되고 동작 전압이 상승하는 문제가 있다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 발광구조물의 개념도이고, 도 22는 도 21의 알루미늄 조성을 측정한 그래프이다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광구조물(120)은 자외선 파장대의 광을 출력할 수 있다. 예시적으로 발광구조물은 근자외선 파장대의 광(UV-A)을 출력할 수도 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)을 출력할 수 도 있고, 심자외선 파장대의 광(UV-C)을 출력할 수 있다. 파장범위는 발광구조물(120)의 Al의 조성비에 의해 결정될 수 있다.
예시적으로, 근자외선 파장대의 광(UV-A)는 320nm 내지 420nm 범위의 파장을 가질 수 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)은 280nm 내지 320nm 범위의 파장을 가질 수 있으며, 심자외선 파장대의 광(UV-C)은 100nm 내지 280nm 범위의 파장을 가질 수 있다.
도 21을 참고하면, 실시 예에 따른 반도체 소자는 제1도전형 반도체층(124), 제2도전형 반도체층(127), 및 제1도전형 반도체층(124)과 제2도전형 반도체층(127) 사이에 배치되는 활성층(126)을 포함하는 발광구조물(120)을 포함한다.
제1도전형 반도체층(124)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1도펀트가 도핑될 수 있다. 제1도전형 반도체층(124)은 Inx1Aly1Ga1 -x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 제1도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제1도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제1도펀트가 도핑된 제1도전형 반도체층(124)은 n형 반도체층일 수 있다.
활성층(126)은 제1도전형 반도체층(124)과 제2도전형 반도체층(127) 사이에 배치된다. 활성층(126)은 제1도전형 반도체층(124)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2도전형 반도체층(127)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(126)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 자외선 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.
활성층(126)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quant㎛ Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(126)의 구조는 이에 한정하지 않는다.
제2도전형 반도체층(127)은 활성층(126) 상에 형성되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2도전형 반도체층(127)에 제2도펀트가 도핑될 수 있다. 제2도전형 반도체층(127)은 Inx5Aly2Ga1 -x5- y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제2도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제2도펀트가 도핑된 제2도전형 반도체층(127)은 p형 반도체층일 수 있다.
제2도전형 반도체층(127)은 알루미늄 조성이 높은 제2-1도전형 반도체층(127a)과 알루미늄 조성이 상대적으로 낮은 제2-2도전형 반도체층(127b)을 포함할 수 있다.
제2전극(246)은 제2-2도전형 반도체층(127b)과 오믹 접촉할 수 있다. 제2전극(246)은 상대적으로 자외선 광 흡수가 적은 투명전극을 포함할 수 있다. 예시적으로 제2전극(246)은 ITO일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
제2도전층(150)은 제2도전형 반도체층(127)에 전류를 주입할 수 있다. 또한, 제2도전층(150)은 활성층(126)에서 출사되는 광을 반사할 수 있다.
실시 예에 따르면, 제2전극(246)은 자외선 광의 파장이 갖는 에너지보다 높은 밴드갭을 갖는 반도체층(예:P-AlGaN)에 직접 접촉할 수 있다. 기존에는 오믹을 위해 밴드갭이 작은 GaN층에 제2전극(246)을 배치하여 자외선 광이 대부분 GaN층 흡수되는 문제가 있다. 그러나, 실시 예의 제2전극(246)은 P-AlGaN에 직접 오믹 접촉하므로 대부분의 광은 제2도전형 반도체층(127)을 투과할 수 있다.
그러나, 대부분의 제2전극은 자외선 광을 흡수하는 문제가 있다. 따라서, 제2전극에 의한 오믹 접촉은 유지하면서 광 추출 효율을 개선할 필요가 있다.
도 22를 참고하면, 활성층(126)과 제2도전형 반도체층(127) 사이에는 전자 차단층(129)이 배치될 수 있다. 전자 차단층(129)은 제1도전형 반도체층(124)에서 공급된 전자가 제2도전형 반도체층(127)으로 빠져나가는 흐름을 차단하여, 활성층(126) 내에서 전자와 정공이 재결합할 확률을 높일 수 있다. 전자 차단층(129)의 에너지 밴드갭은 활성층(126) 및/또는 제2도전형 반도체층(127)의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다.
전자 차단층(129)은 Inx1Aly1Ga1 -x1- y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 전자 차단층(129)은 알루미늄 조성이 높은 제1층(129b)과 알루미늄 조성이 낮은 제2층(129a)이 교대로 배치될 수 있다.
제1도전형 반도체층(124), 장벽층(126b) 및 우물층(126a)을 포함하는 활성층(126), 제2-1도전형 반도체층(127a), 및 제2-2도전형 반도체층(127b)은 모두 알루미늄을 포함할 수 있다. 따라서, 제1도전형 반도체층(124), 장벽층(126b), 우물층(126a), 제2-1도전형 반도체층(127a), 및 제2-2도전형 반도체층(127b)은 AlGaN일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하지 않는다.
제2-1도전형 반도체층(127a)의 두께는 10nm보다 크고 200nm보다 작을 수 있다. 제2-1도전형 반도체층(127a)의 두께가 10nm보다 작은 경우 수평 방향으로 저항이 증가하여 전류 주입 효율이 저하될 수 있다. 또한, 제2-1도전형 반도체층(127a)의 두께가 200nm보다 큰 경우 수직 방향으로 저항이 증가하여 전류 주입 효율이 저하될 수 있다.
제2-1도전형 반도체층(127a)의 알루미늄 조성은 우물층(126a)의 알루미늄 조성보다 높을 수 있다. 자외선 광을 생성하기 위해 우물층(126a)의 알루미늄 조성은 약 30% 내지 50%일 수 있다. 만약, 제2-1도전형 반도체층(127a)의 알루미늄 조성이 우물층(126a)의 알루미늄 조성보다 낮은 경우 제2-1도전형 반도체층(127a)이 광을 흡수하기 때문에 광 추출 효율이 떨어질 수 있다.
제2-1도전형 반도체층(127a)의 알루미늄 조성은 40%보다 크고 80%보다 작을 수 있다. 제2-1도전형 반도체층(127a)의 알루미늄 조성은 40%보다 작은 경우 광을 흡수하는 문제가 있으며, 80%보다 큰 경우에는 전류 주입 효율이 저하되는 문제가 있다. 예시적으로, 우물층(126a)의 알루미늄 조성이 30%인 경우 제2-1도전형 반도체층(127a)의 알루미늄 조성은 40%일 수 있다.
제2-2도전형 반도체층(127b)의 알루미늄 조성은 복수 개의 우물층(126a) 중에서 알루미늄 조성이 가장 낮은 층의 알루미늄 조성보다 낮을 수 있다. 제2-2도전형 반도체층(127b)의 알루미늄 조성이 우물층(126a)의 알루미늄 조성보다 높은 경우 제2 전극과 제2-2도전형 반도체층(127b) 사이의 저항이 높아져 충분한 전류 주입이 어려울 수 있다.
제2-2도전형 반도체층(127b)의 알루미늄 조성은 1%보다 크고 50%보다 작을 수 있다. 50%보다 큰 경우 p오믹 전극과 충분한 오믹이 이루어지지 않을 수 있고, 조성이 1%보다 작은 경우 거의 GaN 조성과 가까워져 광을 흡수하는 문제가 있다.
제2-2도전형 반도체층(127b)의 두께는 1nm보다 크고 30nm보다 작을 수 있다. 전술한 바와 같이 제2-2도전형 반도체층(127b)은 오믹을 위해 알루미늄의 조성이 낮으므로 자외선 광을 흡수할 수 있다. 따라서, 최대한 제2-2도전형 반도체층(127b)의 두께를 얇게 제어하는 것이 광 출력 관점에서 유리할 수 있다.
제2-2도전형 반도체층(127b)의 두께가 1nm이하로 제어되는 경우 너무 얇기 때문에 일부 구간은 제2-2도전형 반도체층(127b)이 배치되지 않을 수 있고, 제2-1도전형 반도체층(127a)이 발광구조물(120)의 외부로 노출되는 영역이 발생할 수 있다. 따라서 하나의 층을 구성하기 어려울 수 있고, 제2-2도전형 반도체층(127b)의 역할을 수행하기 어려울 수 있다. 또한, 두께가 30nm보다 큰 경우 흡수하는 광량이 너무 커져 광 출력 효율이 감소할 수 있다.
제2-2도전형 반도체층(127b)는 제2-3도전형 반도체층(127c)과 제2-4도전형 반도체층(127d)을 포함할 수 있다. 제2-3도전형 반도체층(127c)은 p-오믹 전극과 접촉하는 표면층일 수 있고, 제2-4도전형 반도체층(127d)은 알루미늄의 조성을 조절하는 층일 수 있다.
제2-4도전형 반도체층(127d)은 상대적으로 높은 알루미늄 함량을 포함하는 제2-1도전형 반도체층(127a)과 상대적으로 낮은 알루미늄 함량을 포함하는 제2-3도전형 반도체층(127c) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 알루미늄 함량이 급격하게 변화하여 결정성이 악화되는 문제를 방지할 수 있다.
제2-3도전형 반도체층(127c)은 알루미늄 조성이 1%보다 크고 20%보다 작을 수 있다. 또는 알루미늄 조성이 1%보다 크고 10%보다 작을 수 있다.
알루미늄 조성이 1%보다 낮은 경우, 제2-3도전형 반도체층(127c)에서 광흡수율이 너무 높아지는 문제가 있을 수 있고, 알루미늄 조성이 20%보다 높은 경우 제2전극(p-오믹전극)의 접촉 저항이 높아져 전류 주입 효율이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제2-3도전형 반도체층(127c)의 알루미늄 조성은 전류 주입 특성과 광 흡수율을 고려하여 조절될 수도 있다. 또는, 제품에서 요구되는 광 출력 따라 조절할 수도 있다.
예를 들어, 전류 주입 효율 특성이 광 흡수율보다 더 중요한 경우, 알루미늄의 조성비를 1% 내지 10%로 조절할 수 있다. 광출력 특성이 전기적 특성보다 더 중요한 제품의 경우 제2-3도전형 반도체층(127c)의 알루미늄 조성비를 1% 내지 20%로 조절할 수도 있다.
제2-3도전형 반도체층(127c)의 알루미늄 조성비가 1%보다 크고 20%보다 작 은 경우, 제2-3도전형 반도체층(127c)과 제2전극 사이의 저항이 감소하므로 동작 전압이 낮아질 수 있다. 따라서, 전기적 특성이 향상될 수 있다. 제2-3도전형 반도체층(127c)의 두께는 1nm보다 크고 10nm보다 작게 형성될 수 있다. 따라서, 광 흡수 문제를 개선할 수 있다.
제2-2도전형 반도체층(127b)의 두께는 제2-1도전형 반도체층(127a)의 두께보다 작을 수 있다. 제2-1도전형 반도체층(127a)과 제2-2도전형 반도체층(127b)의 두께비는 1.5:1 내지 20:1일 수 있다. 두께비가 1.5:1보다 작은 경우 제2-1도전형 반도체층(127a)의 두께가 너무 얇아져 전류 주입 효율이 감소할 수 있다. 또한, 두께비가 20:1보다 큰 경우 제2-2도전형 반도체층(127b)의 두께가 너무 얇아져 오믹 신뢰성이 저하될 수 있다.
제2-1도전형 반도체층(127a)의 알루미늄 조성은 활성층(126)에서 멀어질수록 작아질 수 있다. 또한, 제2-2도전형 반도체층(127b)의 알루미늄 조성은 활성층(126)에서 멀어질수록 작아질 수 있다. 따라서, 제2-3도전형 반도체층(127c)의 알루미늄 조성은 1% 내지 10%를 만족할 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제2-1도전형 반도체층(127a)과 제2-2도전형 반도체층(127b)의 알루미늄 조성은 연속적으로 감소하는 것이 아니라 일정 구간에서 감소가 없는 구간을 포함할 수도 있다.
이때, 제2-2도전형 반도체층(127b)의 알루미늄 감소폭은 제2-1도전형 반도체층(127a)의 알루미늄 감소폭보다 클 수 있다. 즉, 제2-2도전형 반도체층(127b)의 Al 조성비의 두께 방향에 대한 변화율은 제2-1도전형 반도체층(127a)의 Al 조성비의 두께 방향에 대한 변화율보다 클 수 있다. 여기서 두께 방향은 제1도전형 반도체층(124)에서 제2도전형 반도체층(127)으로 향하는 방향 또는 제2도전형 반도체층(127)에서 제1도전형 반도체층(124)으로 향하는 방향일 수 있다.
제2-1도전형 반도체층(127a)은 두께는 제2-2도전형 반도체층(127b)보다 두꺼운 반면, 알루미늄 조성은 우물층(126a)보다 높아야 하므로 감소폭이 상대적으로 완만할 수 있다.
그러나, 제2-2도전형 반도체층(127b)은 두께가 얇고 알루미늄 조성의 변화폭이 크므로 알루미늄 조성의 감소폭이 상대적으로 클 수 있다.
도 23a 및 도 23b는 리세스의 개수 변화에 따라 광 출력이 향상되는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
발광구조물(120)은 알루미늄 조성이 높아지면 발광구조물(120) 내에서 전류 분산 특성이 저하될 수 있다. 또한, 활성층은 GaN 기반의 청색 발광 소자에 비하여 측면으로 방출하는 광량이 증가하게 된다(TM 모드). 이러한 TM모드는 자외선 반도체 소자에서 주로 발생할 수 있다.
자외선 반도체 소자는 청색 GaN 반도체 소자에 비해 전류 분산 특성이 떨어진다. 따라서, 자외선 반도체 소자는 청색 GaN 반도체 소자에 비해 상대적으로 많은 제1전극(142)을 배치할 필요가 있다.
알루미늄의 조성이 높아지면 전류 분산 특성이 악화될 수 있다. 도 23a를 참고하면, 각각의 제1전극(142)의 인근지점에만 전류가 분산되며, 거리가 먼 지점에서는 전류밀도가 급격히 낮아질 수 있다. 따라서, 유효 발광 영역(P2)이 좁아질 수 있다.
유효 발광 영역(P2)은 전류 밀도가 가장 높은 제1전극(142)의 중심에서의 전류 밀도를 기준으로 전류 밀도가 40%이하인 경계지점까지의 영역으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 유효 발광 영역(P2)은 리세스(128)의 중심으로부터 40㎛이내의 범위에서 주입 전류의 레벨, Al의 조성에 따라 조절될 수 있다.
저전류밀도영역(P3)은 전류밀도가 낮아서 발광에 거의 기여하지 못할 수 있다. 따라서, 실시 예는 전류밀도가 낮은 저전류밀도영역(P3)에 제1전극(142)을 더 배치하거나 반사구조를 이용하여 광 출력을 향상시킬 수 있다.
일반적으로 청색광을 방출하는 GaN 기반의 반도체 소자의 경우 상대적으로 전류 분산 특성이 우수하므로 리세스(128) 및 제1전극(142)의 면적을 최소화하는 것이 바람직하다. 리세스(128)와 제1전극(142)의 면적이 커질수록 활성층(126)의 면적이 작아지기 때문이다. 그러나, 실시 예의 경우 알루미늄의 조성이 높아서 전류 분산 특성이 상대적으로 떨어지므로, 활성층(126)의 면적을 희생하더라도 제1전극(142)의 개수를 증가시켜 저전류밀도영역(P3)을 줄이거나, 또는 저전류밀도영역(P3)에 반사구조를 배치하는 것이 바람직할 수 있다.
도 23b를 참고하면, 리세스(128)의 개수가 48개인 경우에는 리세스(128)가 가로 세로 방향으로 일직선으로 배치되지 못하고, 지그재그로 배치될 수 있다. 이 경우 저전류밀도영역(P3)의 면적은 더욱 좁아져 대부분의 활성층이 발광에 참여할 수 있다.
리세스(128)의 개수가 70개 내지 110개가 되는 경우 전류가 더 효율적으로 분산되어 동작 전압이 더 낮아지고 광 출력은 향상될 수 있다. UV-C를 발광하는 반도체 소자에서는 리세스(128)의 개수가 70개보다 적을 경우 전기적 광학적 특성이 저하될 수 있고, 110개보다 많을 경우 전기적 특성은 향상될 수 있지만 발광층의 부피가 줄어들어 광학적 특성이 저하될 수 있다. 이때, 리세스(128)의 직경은 20㎛ 내지 70㎛일 수 있다.
리세스의 면적, 제1전극의 면적, 제2전극의 면적 및 이들의 비율은 전술한 구성이 모두 적용될 수 있다.
도 24는 본 발명의 제13실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이다.
도 24의 발광구조물(120)은 도 21 및 도 22에서 설명한 발광구조물(120)의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
복수 개의 리세스(128)는 제2도전형 반도체층(127)의 제1면에서 활성층(126)을 관통하여 제1도전형 반도체층(124)의 일부 영역까지 배치될 수 있다. 리세스(128)의 내부에는 제1절연층(131)이 배치되어 제1도전층(165)을 제2도전형 반도체층(127) 및 활성층(126)과 전기적으로 절연시킬 수 있다.
제1전극(142)은 리세스(128)의 상면에 배치되어 제1도전형 반도체층(124)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2전극(246)은 제2도전형 반도체층(127)의 하부에 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이 제2전극(246)과 접촉하는 제2도전형 반도체층(127)의 제1면(127G)은 알루미늄의 조성이 1% 내지 10%이므로 전류 주입이 용이할 수 있다.
제1전극(142)과 제2전극(246)은 오믹 전극일 수 있다. 제1전극(142)과 제2전극(246)은 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), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
반도체 소자의 일측 모서리 영역에는 제2전극패드(166)가 배치될 수 있다. 제2전극패드(166)는 중앙 부분이 함몰되어 상면이 오목부와 볼록부를 가질 수 있다. 상면의 오목부에는 와이어(미도시)가 본딩될 수 있다. 따라서, 접착 면적이 넓어져 제2전극패드(166)와 와이어가 더 견고히 본딩될 수 있다.
제2전극패드(166)는 광을 반사하는 작용을 할 수 있으므로, 제2전극패드(166)는 발광구조물(120)과 가까울수록 광 추출효율이 향상될 수 있다.
제2전극패드(166)의 볼록부의 높이는 활성층(126)보다 높을 수 있다. 따라서 제2전극패드(166)는 활성층(126)에서 소자의 수평방향으로 방출되는 광을 상부로 반사하여 광 추출효율을 향상시키고, 지향각을 제어할 수 있다.
제2전극패드(166)의 하부에서 제1절연층(131)이 일부 오픈되어 제2도전층(150)과 제2전극(246)이 전기적으로 연결될 수 있다.
패시베이션층(180)은 발광구조물(120)의 상부면과 측면에 형성될 수 있다. 패시베이션층(180)은 제2전극(246)과 인접한 영역이나 제2전극(246)의 하부에서 제1절연층(131)과 접촉할 수 있다.
제1절연층(131)이 오픈되어 제2전극패드(166)가 이 제2도전층(150)과 접촉하는 부분의 폭(d22)은 예를 들면 40㎛ 내지 90㎛일 수 있다. 40㎛보다 작으면 동작 전압이 상승하는 문제가 있고, 90㎛보다 크면 제2도전층(150)을 외부로 노출시키지 않기 위한 공정 마진 확보가 어려울 수 있다. 제2도전층(150)이 제2전극(246)의 바깥 영역으로 노출되면, 소자의 신뢰성이 저하될 수 있다. 따라서, 바람직하게 폭(d22)은 제2전극패드(166)의 전체 폭의 60% 내지 95%일 수 있다.
제1절연층(131)은 제1전극(142)을 활성층(126) 및 제2도전형 반도체층(127)과 전기적으로 절연시킬 수 있다. 또한, 제1절연층(131)은 제2도전층(150)을 제1도전층(165)과 전기적으로 절연시킬 수 있다.
제1절연층(131)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 제1절연층(131)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예시적으로 제1절연층(131)은 은 Si 산화물이나 Ti 화합물을 포함하는 다층 구조의 DBR(distributed Bragg reflector) 일 수도 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하지 않고 제1절연층(131)은 다양한 반사 구조를 포함할 수 있다.
제1절연층(131)이 반사기능을 수행하는 경우, 활성층(126)에서 측면을 향해 방출되는 광을 상향 반사시켜 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 자외선 반도체 소자는 청색광을 방출하는 반도체 소자에 비해 리세스(128)의 개수가 많아질수록 광 추출 효율은 더 효과적일 수 있다.
제2도전층(150)은 제2전극(246)을 덮을 수 있다. 따라서, 제2전극패드(166)와, 제2도전층(150), 및 제2전극(246)은 하나의 전기적 채널을 형성할 수 있다.
제2도전층(150)은 제2전극(246)을 덮고, 제1절연층(131)의 측면과 하면에 접할 수 있다. 제2도전층(150)은 제1절연층(131)과의 접착력이 좋은 물질로 이루어지며, Cr, Al, Ti, Ni, Au 등의 물질로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단일층 혹은 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
제2도전층(150)이 제1절연층(131)의 측면과 상면과 접하는 경우, 제2전극(246)의 열적, 전기적 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 제1절연층(131)과 제2전극(246) 사이로 방출되는 광을 상부로 반사하는 반사 기능을 가질 수 있다.
제2절연층(132)은 제2도전층(150)을 제1도전층(165)과 전기적으로 절연시킨다. 제1도전층(165)은 제2절연층(132)을 관통하여 제1전극(142)과 전기적으로 연결될 수 있다.
발광구조물(120)의 하부면과 리세스(128)의 형상을 따라 제1도전층(165)과 접합층(160)이 배치될 수 있다. 제1도전층(165)은 반사율이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로 제1도전층(165)은 알루미늄을 포함할 수 있다. 제1도전층(165)이 알루미늄을 포함하는 경우, 활성층(126)에서 방출되는 광을 상부로 반사하는 역할을 하여 광 추출 효율을 향상할 수 있다.
접합층(160)은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예시적으로 접합층(160)은 금, 주석, 인듐, 알루미늄, 실리콘, 은, 니켈, 및 구리로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
기판(170)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로 기판(170)은 금속 또는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 기판(170)은 전기 전도도 및/또는 열 전도도가 우수한 금속일 수 있다. 이 경우 반도체 소자 동작시 발생하는 열을 신속이 외부로 방출할 수 있다.
기판(170)은 실리콘, 몰리브덴, 실리콘, 텅스텐, 구리 및 알루미늄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
발광구조물(120)의 상면에는 요철이 형성될 수 있다. 이러한 요철은 발광구조물(120)에서 출사되는 광의 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 요철은 자외선 파장에 따라 평균 높이가 다를 수 있으며, UV-C의 경우 300 nm 내지 800 nm 정도의 높이를 갖고, 평균 500nm 내지 600nm 정도의 높이를 가질 때 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
도 25는 도 4의 평면도이고, 도 26은 도 25의 A-A 방향 단면도이다.
도 25 및 도 26을 참고하면, 제2도전형 반도체층(127)의 제1면(127G)은 평면상에서 복수 개의 리세스(128)를 둘러싸는 복수 개의 제1영역(127G-1), 및 복수 개의 제1영역(127G-1) 사이에 배치되는 제2영역(127G-2)을 포함한다. 복수 개의 제1영역(127G-1)는 리세스(128)의 외주면과 제2영역(127G-2) 사이의 링 형상의 영역으로 정의할 있다.
리세스(128)의 직경은 20㎛ 내지 70㎛일 수 있다. 리세스(128)의 직경이 20㎛보다 작은 경우 내부에 배치되는 제1전극(142) 형성시 공정마진을 확보하기 어렵고, 리세스(128)의 직경이 70㎛보다 클 경우 활성층(126)의 면적이 감소하기 때문에 발광 효율이 악화될 수 있다. 여기서 리세스(128)의 직경은 제2도전형 반도체층(127)상에 형성된 최대 직경일 수 있다.
제1영역(127G-1)의 직경은 리세스(128)의 직경의 1.0배 내지 1.5배일 수 있다. 제1영역(127G-1)의 직경이 1.5배를 초과하는 경우 제2전극(246)의 접촉 면적이 줄어들어 전류 분산 효율이 떨어지는 문제가 있다. 제1영역(127G-1)은 리세스(128)의 최대 외경과 제2전극(246)사이의 거리(S11)일 수 있다.
제2영역(127G-2)은 복수 개의 제1영역(127G-1) 이외의 전체 영역일 수 있다. 제2영역(127G-2)에는 전체적으로 제2전극(246)이 배치될 수 있다.
복수 개의 제1전극(142)이 제1도전형 반도체층(124)과 접촉하는 제1면적은 발광구조물(120)의 수평방향 최대 단면적의 7.4% 내지 20%, 또는 10% 내지 20%이하일 수 있다. 제1면적은 각각의 제1전극(142)이 제1도전형 반도체층(124)과 접촉하는 면적의 합일 수 있다.
복수 개의 제1전극(142)의 제1면적이 7.4% 미만인 경우에는 충분한 전류 분산 특성을 가질 수 없어 광 출력이 감소하며, 20%를 초과하는 경우에는 활성층(126) 및 제2전극(246)의 면적이 과도하게 감소하여 동작 전압이 상승하고 광 출력이 감소하는 문제가 있다.
또한, 복수 개의 리세스(128)의 총면적은 발광구조물(120)의 수평방향 최대 단면적의 10% 내지 30% 또는, 13% 내지 30%일 수 있다. 리세스(128)의 총면적이 상기 조건을 만족하기 못하면 제1전극(142)의 총면적을 7.4% 이상 20% 이하로 제어하기 어렵다. 또한, 동작 전압이 상승하고 광 출력이 감소하는 문제가 있다.
제2도전형 반도체층(127)의 면적은 발광구조물(120)의 수평 방향 최대면적에서 리세스(128)의 총면적을 제외한 면적일 수 있다. 예시적으로 제2도전형 반도체층(127)의 면적은 발광구조물(120)의 수평 방향 최대면적의 70% 내지 90%일 수 있다.
제2전극(246)과 제2도전형 반도체층(127)이 접촉하는 제2면적(도 25의 제2영역)은 발광구조물(120)의 수평방향 최대 단면적의 50%이상 70%이하일 수 있다. 제2면적은 제2전극(246)이 제2도전형 반도체층(127)과 접촉하는 총면적일 수 있다.
제2면적이 50% 미만인 경우에는 제2전극(246)의 면적이 과도하게 작아져 동작 전압이 상승하고, 정공의 주입 효율이 떨어지는 문제가 있다. 제2면적이 70%를 초과하는 경우에는 제1면적을 효과적으로 넓힐 수 없어 전자의 주입 효율이 떨어지는 문제가 있다. 제2전극(246)과 제2도전형 반도체층(127)이 접촉하지 않는 면적(도 25의 제1영역)은 1% 내지 20%일 수 있다.
제1면적과 제2면적은 반비례 관계를 갖는다. 즉, 제1전극(142)의 개수를 늘리기 위해서 리세스(128)의 개수를 늘리는 경우 제2전극(246)의 면적이 감소하게 된다. 따라서 전기적, 광학적 특성을 높이기 위해서는 전자와 정공의 분산 특성이 균형을 이루어야 한다. 따라서, 제1면적과 제2면적의 적정한 비율을 정하는 것이 중요하다.
복수 개의 제1전극(142)이 제1도전형 반도체층(124)에 접촉하는 제1면적과 제2전극(246)이 제2도전형 반도체층(127)에 접촉하는 제2면적의 비(제1면적: 제2면적)는 1:3 내지 1:7일 수 있다.
면적비가 1:7보다 커지는 경우에는 제1면적이 상대적으로 작아져 전류 분산 특성이 악화될 수 있다. 또한, 면적비가 1:3보다 작아지는 경우 상대적으로 제2면적이 작아져 전류 분산 특성이 악화될 수 있다
복수 개의 제1영역(127G-1) 전체 면적과 제2영역(127G-2)의 면적의 비는 1:2.5 내지 1:70, 또는 1:30 내지 1:70일 수 있다. 면적의 비가 1:2.5보다 작은 경우 제1영역(127G-1)의 면적이 과도하게 커져 제2전극(246)의 충분한 오믹 면적을 확보할 수 없는 문제가 있으며, 면적비가 1:70보다 커지는 경우에는 제1영역(127G-1)의 면적이 작아져 공정 마진을 확보하기 어려운 문제가 있다.
제2전극(246)은 저항이 낮은 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 그러나, 제2전극(246)은 가시광은 반사 또는 투과하나 자외선 광은 흡수하는 문제가 있다. 따라서, 제2전극(246)의 면적을 좁혀 활성층(126)에서 제2도전형 반도체층(127)으로 방출되는 광을 반사시킬 필요가 있다. 예시적으로 제2전극(246)이 배치되는 제2영역(127G-2)의 면적을 좁히고 제1영역(127G-1)을 넓혀 반사 영역을 확보하거나, 제2영역(127G-2)을 복수 개로 분할하여 반사 구조를 선택적으로 배치할 수 있다.
제2도전층(150)은 제1영역(127G-1)과 제2영역(127G-2)에 배치되므로 제1영역(127G-1)으로 입사된 광은 제2도전층(150)에 의해 반사될 수 있다. 이때, 전류 분산에 필요한 제2전극(246)의 접촉면적을 확보하면서도 최대한 반사 영역을 확보하는 것이 중요하다.
제2영역(127G-2)의 면적은 발광구조물(120)의 최대 면적을 기준으로 35% 내지 60%일 수 있다. 제2영역(127G-2)의 면적이 35%보다 작은 경우 제2전극(246)의 접촉 면적이 작아 전류 분산 효율이 떨어질 수 있다. 또한, 제2영역(127G-2)의 면적이 60%를 초과하는 경우에는 제1영역(127G-1)의 면적이 작아져 광 추출 효율이 감소할 수 있다.
리세스(128)를 제외한 제1영역(127G-1)의 면적은 발광구조물(120)의 최대 면적을 기준으로 10% 내지 55%일 수 있다. 제1영역(127G-1)의 면적이 10%보다 작은 경우 충분한 반사 효율을 갖기 어려우며, 제1영역(127G-1)의 면적이 55%보다 큰 경우에는 제2영역(127G-2)의 면적이 작아져 전류 분산 효율이 감소하는 문제가 있다.
따라서, 제1영역(127G-1)의 면적과 제2영역(127G-2)의 면적의 비는 1:0.7 내지 1:6 일 수 있다. 이 관계를 만족하면 충분한 전류 분산 효율을 가져 광 출력이 향상될 수 있다. 또한, 충분한 반사 영역을 확보하여 광 추출 효과가 향상될 수도 있다.
도 26을 참고하면, 제2도전형 반도체층(127)의 제1면(127G)은 2개의 인접한 리세스(128) 사이에 배치되는 제1-1면(S10)을 포함할 수 있다. 제1-1면(S10)은 제2전극(246)이 배치되지 않는 제2구간(S2), 및 전극이 배치되는 제1구간(S1)을 포함할 수 있다. 제1-1면(S10)의 폭은 17㎛ 내지 45㎛일 수 있다.
제1-1면(S10)의 폭이 17㎛보다 작을 경우, 리세스(128) 사이의 이격 거리가 너무 좁아 제2전극(246)이 배치되는 면적이 줄어들어 전기적 특성이 악화될 수 있고, 45㎛보다 클 경우 리세스(128) 사이의 이격 거리가 너무 멀어 제1전극(142)이 배치될 수 있는 면적이 좁아질 수 있어 전기적 특성이 악화될 수 있다.
제2구간(S2)은 제1영역(127G-1)을 구성하는 단위 구간일 수 있다. 또한, 제1구간(S1)은 제2영역(127G-2)을 구성하는 단위 구간일 수 있다. 제1구간(S1)의 제1방향 폭은 상기 제2구간(S2)의 제1방향 폭보다 클 수 있다. 제2구간(S2)의 제1방향 폭(리세스에서 제2전극까지의 거리)은 1㎛ 내지 15㎛일 수 있다.
제2구간(S2)의 폭이 1㎛보다 작을 경우 전류 확산을 위한 제2 도전형 반도체층(127)상의 제1 절연층(131a)이 공정 마진에 의하여 배치되기 어려울 수 있다. 따라서 전기적 특성이 악화될 수 있다. 15㎛보다 클 경우 제2 전극(246)과 제1 전극(142)의 거리가 멀기 때문에 전기적 특성이 저하될 수 있다. 따라서 공정 마진과 전기적 특성을 고려했을 때 제2구간(S2)의 제1 방향 폭은 상기 범위 내로 배치될 수 있다.
제1절연층(131)은 제1면(127G)으로 연장된 연장부(131a)를 포함할 수 있으며, 제2전극(246)은 제1절연층(131)의 연장부(131a)와 0㎛ 내지 4㎛의 이격 영역(S13)을 가질 수 있다. 이격 영역(S13)이 4㎛보다 큰 경우 제2전극(246)이 배치되는 면적이 좁아져 동작 전압이 상승하는 문제점이 발생될 수 있다.
제2도전층(150)은 제2전극(246)을 완전히 감싸며 제1절연층(131)의 측면과 하면에 접할 수 있다. 제2도전층(150)이 제1절연층(131)의 측면과 상면과 접하는 경우, 제2전극(246)의 열적, 전기적 신뢰성을 향상할 수 있다. 또한, 입사되는 자외선 광을 상부로 반사하는 기능을 가질 수 있다.
제2도전층(150)은 이격 영역(S13)에서 제2도전층(150)과 제2도전형 반도체층(127)이 쇼트키 접합되는 영역이 배치될 수 있다. 따라서, 전류 분산이 용이해질 수 있다.
제1면(127G)은 평균 거칠기가 7nm이하로 제어될 수 있다. 평균 거칠기가 7nm보다 큰 경우 제2전극(246) 및 제2도전층(150)의 경계면이 거칠어져 반사율이 감소하는 문제가 있다. 평균 거칠기는 제1면(127G)에 형성된 요철의 높이차를 계산한 값일 수 있다. 평균 거칠기는 원자 현미경(AFM)으로 측정한 RMS(Root-Mean-Square) 값일 수 있다.
도 27은 제2도전층의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 28은 도 27의 제1변형예이고, 도 29는 도 27의 제2변형예이다.
도 27을 참고하면, 제2전극(246)의 두께(d5)는 1nm 내지 15nm, 또는 1nm 내지 5nm일 수 있다. 제2전극(246)의 두께(d5)가 15nm이하인 경우에는 흡수되는 광량이 줄어들 수 있다.
제2도전층(150)은 알루미늄을 포함하는 반사층(151), 및 제2전극(246)과 반사층(151) 사이에 배치되는 제1중간층(152)을 포함할 수 있다. 제2전극(246)을 ITO로 구성하는 경우 산소가 반사층(151)에 침투하여 Al2O3를 형성할 수 있다. 이 경우 반사층(151)의 반사 효율이 떨어지게 된다. 실시 예에서는 반사층(151)과 제2전극(246) 사이에 제1중간층(152)이 배치되어 이들의 접착력을 향상시키고, 산소의 침투를 방지할 수 있다.
제1중간층(152)은 크롬(Cr), 티탄(Ti) 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1중간층(152)의 두께(d6)는 0.7m 내지 7nm일 수 있다. 제1중간층(152)은 알루미늄을 더 포함할 수 있다. 이 경우 제1중간층(152)과 알루미늄의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1중간층(152)이 이격 영역에서 제1면(127G)과 접촉함으로써 쇼트키 접합으로 전류 확산 특성이 개선될 수 있다.
제2전극(246)과 반사층(151)의 두께비(d5:d7)는 1:2 내지 1:120일 수 있다. 반사층(151)의 두께(d7)는 30nm 내지 120nm일 수 있다. 반사층(151)의 두께가 30nm보다 작은 경우 자외선 파장대에서 반사율이 떨어지는 문제가 있으며, 두께가 120nm보다 두꺼워져도 반사 효율이 거의 상승하지 않는다.
도 28을 참고하면, 반사층(151)의 하부에는 제2중간층(153)이 배치될 수 있다. 제2중간층(153)은 이웃한 층으로 알루미늄이 마이그레이션되는 것을 방지할 수 있다. 제2중간층(153)은 Ni, Ti, No, Pt, W 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 두께는 50nm 내지 200nm일 수 있다.
도 29를 참고하면, 제2중간층(153)의 하부에는 제3중간층(154)이 배치될 수 있다. 제3중간층(154)은 다른 층과의 접합을 위한 층으로 Au, Ni 등을 포함할 수 있다.
도 30은 본 발명의 제14실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고, 도 31는 도 30의 평면도이고, 도 32는 도 31의 B-1부분 확대도이고, 도 33은 도 31의 B-2부분 확대도이다.
도 30을 참고하면, 실시 예에 따른 반도체 소자는 도 1 내지 도 3에서 설명한 발광구조물(120), 및 도 4에서 설명한 각 층의 구성이 그대로 적용될 수 있다. 실시 예에 따르면 2개의 리세스(128) 사이에 배치된 제2도전형 반도체층(127)의 제1면(127G)에 제2전극(246)이 복수 개로 배치될 수 있다.
도 31 내지 도 33을 참고하면, 제1면(127G)은 리세스(128)를 둘러싸는 제1영역(127G-1), 제1영역(127G-1)을 둘러싸는 제2영역(127G-2), 및 제2영역(127G-2) 사이에 배치되는 제3영역(127G-3)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1영역(127G-1)은 리세스(128)와 제2전극(246) 사이의 영역일 수 있다. 예시적으로 제1영역(127G-1)의 면적은 링 형상일 수 있다. 제1영역(127G-1)의 면적은 발광구조물(120)의 수평방향 최대면적을 기준으로 1% 내지 20%일 수 있다.
제2영역(127G-2)은 리세스(128) 및 제1영역(127G-1)을 제외한 나머지 면적을 가질 수 있다. 예시적으로 제2영역(127G-2)은 내측은 원 형상이고 외측은 다각 형상일 수 있다. 예시적으로 외측은 팔각 형상일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 제2영역(127G-2)은 제3영역(127G-3)에 의해 구획된 복수 개일 수 있다.
제3영역(127G-3)은 복수 개의 제2영역(127G-2) 사이에 배치될 수 있다. 제3영역(127G-3)은 제1전극(142)의 전류밀도 100%를 기준으로 전류밀도가 40%이하인 영역일 수 있다. 따라서, 제3영역(127G-3)은 발광에 참여하는 확률이 낮을 수 있다. 실시 예에 따르면, 발광 기여도가 낮은 제3영역(127G-3)을 반사 영역으로 구성하여 광 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
제1면(127G)은 제3영역(127G-3)과 제1면(127G)의 테두리 영역 사이에 배치되는 제4영역(127G-4)을 더 포함할 수 있다.
제2전극(246)은 제2영역(127G-2)에 배치되는 제2-1전극(246a)과 제4영역(127G-4)에 배치되는 제2-2전극(246b)을 포함할 수 있다.
제2전극(246)은 저항이 낮은 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 제2전극(246)은 가시광은 반사 또는 투과하나 자외선 광은 흡수하는 문제가 있다.
따라서, 제2전극(246)의 면적을 전기적 특성이 크게 저하되지 않는 면적까지 좁혀 활성층(126)에서 제2도전형 반도체층(127)으로 방출되는 광을 반사시킬 필요가 있다. 이때, 제2전극(246)이 배치되는 제2영역(127G-2)의 면적을 좁히고 제3영역(127G-3)을 넓혀 반사 영역을 확보할 수 있다. 제2도전층(150)은 제1면(127G)에 전체적으로 배치되므로 제3영역(127G-3)으로 입사된 광은 제2도전층(150)에 의해 반사될 수 있다.
즉, 본 실시 예에서는 발광 기여도가 낮은 제3영역(127G-3)을 반사 영역을 활용할 수 있다.
제1면(127G)과 제2전극(246)이 접촉하는 제1접촉면적(도 31의 제2영역과 제4영역의 합)은 발광구조물(120)의 최대 면적을 기준으로 35% 내지 60%일 수 있다. 제1접촉면적이 35%보다 작은 경우 전류 분산 효율이 떨어질 수 있다. 또한, 제1접촉면적이 60%를 초과하는 경우에는 제3영역(127G-3)의 면적이 작아져 광 추출 효율이 감소할 수 있다.
제1면(127G)과 제2전극(246)이 접촉하지 않는 제2접촉면적(도 31의 제1영역과 제3영역의 합)은 발광구조물(120)의 최대 면적을 기준으로 10% 내지 55%일 수 있다. 제2접촉면적이 10%보다 작은 경우 충분한 반사 효율을 갖기 어려우며, 제2접촉면적이 55%보다 큰 경우에는 제2영역(127G-2)의 면적이 작아져 전류 분산 효율이 감소하는 문제가 있다.
제2접촉면적과 제1접촉면적의 비는 1:0.7 내지 1:6 일 수 있다. 이 관계를 만족하면 충분한 전류 분산 효율을 가져 광 출력이 향상될 수 있다. 또한, 충분한 반사 영역을 확보하여 광 추출 효과가 향상될 수도 있다.
도 33을 참고하면, 제3영역(127G-3)과 제1면(127G)의 테두리 사이의 이격 거리(d1)는 1.0㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 이격 거리(d1)가 1.0㎛보다 작은 경우 마진이 작아 공차 발생시 제2도전층(150)이 제대로 형성되지 않아 신뢰성이 저하될 수 있다. 또한, 이격 거리(d1)가 10㎛보다 클 경우 제2전극(246)이 배치되는 면적이 줄어들어 반도체 소자의 전기적 특성이 저하될 수 있다.
도 34는 도 32의 B-B 방향 단면도이다.
도 34를 참고하면, 제2도전형 반사층(151)의 제1면(127G)은 제1방향(X방향)으로 가장 인접한 2개의 리세스(128)의 중심 사이에 배치되는 제1-1면(S10)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1방향은 발광구조물(120)의 두께 방향과 수직한 방향일 수 있다.
제1-1면(S10)은 제1방향으로 이격된 2개의 제2전극(246)이 배치되는 제1구간(S11), 및 제2전극(246) 사이에 배치되는 제2구간(S12)을 포함할 수 있다. 제2도전층(150)은 제1구간(S11) 및 제2구간(S12)에 배치될 수 있다. 제1-1면(S10)의 전체 폭은 17㎛ 내지 45㎛일 수 있다.
제1구간(S11)의 제1방향 전체 폭은 12㎛ 내지 24㎛일 수 있다. 제1구간(S11)은 제2구간(S12)의 양 옆으로 2개의 분할영역을 포함할 수 있다. 각 분할 영역의 폭은 6㎛ 내지 12㎛일 수 있다.
제1구간(S11)의 전체 폭이 12㎛보다 작은 경우에는 제2전극(246)의 면적이 작아져 전류 분산 효율이 감소되는 문제가 있으며, 24㎛보다 큰 경우에는 제2구간(S12)이 좁아져 반사 효율이 감소하는 문제가 있다.
제2구간(S12)의 제1방향 폭은 5㎛ 내지 16㎛일 수 있다. 제2구간(S12)의 제1방향 폭이 5㎛보다 작은 경우에는 충분한 반사 영역을 확보하기 어려운 문제가 있으며, 폭이 16㎛보다 큰 경우에는 제2전극(246)이 좁아지는 문제가 있다.
제2구간(S12)은 제1전극(142)의 전류밀도 300%를 기준으로 40%이하인 영역에 배치될 수 있다. 제2구간(S12)과 리세스(128) 중심 사이의 제1거리(W2+S13+S11)는 최소 17㎛이상일 수 있다. 리세스(128)의 저면 반지름(W2)은 10㎛ 내지 35㎛이고, 제3구간(S13)의 폭은 1㎛ 내지 5㎛이고, 제1구간(S11)의 폭은 6㎛ 내지 12㎛일 수 있다. 따라서, 최대 이격 거리는 52㎛이상일 수 있다.
제2구간(S12)은 리세스(128) 중심으로부터 최소 17㎛이상 이격된 영역 중에서 전류밀도가 40%이하인 영역에 배치될 수 있다. 예시적으로 제2구간(S12)은 리세스(128) 중심으로부터 40㎛이상 이격된 영역에 배치될 수 있다.
반도체 소자에 복수 개의 리세스(128)가 존재하는 경우, 각 리세스(128)로부터 40㎛이상 떨어진 제2구간(S12)은 서로 중첩될 수 있다. 따라서, 중첩된 제2구간(S12)의 면적은 리세스(128) 사이의 거리에 따라 조절될 수 있다.
이때, 제2구간(S12)은 제1-1면(S10)의 제1방향 폭의 1/2지점을 포함할 수 있다. 제1-1면(S10)의 제1방향 폭의 1/2지점은 인접한 2개의 리세스(128) 사이 영역이므로 전류 밀도가 낮을 확률이 높다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개의 리세스의 직경이 서로 다른 경우, 제1방향 폭의 1/2 지점을 반드시 포함하지 않을 수 있다.
제3구간(S13)은 제2전극(246)과 리세스(128) 사이 영역일 수 있다. 제3구간(S13)의 제1방향 폭은 1㎛ 내지 5㎛일 수 있다.
제2구간(S12)의 폭과 제1구간(S11)의 전체 폭의 비는 1:0.7 내지 1:5일 수 있다. 상기 폭의 비를 만족하는 경우 제2접촉면적과 제1접촉면적의 비를 1:0.7 내지 1:6로 유지할 수 있다. 따라서, 전류 분산 효율 및 광 추출 효과가 향상될 수 있다.
도 35는 도 34의 제1변형예이다.
도 35를 참고하면, 제2도전층(150)은 제2구간(S12)에서 반사홈(150-1)을 포함할 수 있다. 제2구간(S12)으로 입사된 광은 반사홈(150-1)에 의해 진행 경로가 변경되어 반사될 수 있다. 이러한 구성에 의하면 광을 다양한 방향으로 반사하여 균일도를 향상시킬 수 있다.
경사면의 각도(θ5)는 90도 크고 150도 보다 클 수 있다. 경사면의 각도가 90도보다 작거나 150도 보다 큰 경우 입사된 광의 반사 각도를 다양하게 변화하기 어려울 수 있다. 경사면의 각도는 바닥면과 경사면이 이루는 각으로 정의할 수 있다.
반사홈(150-1)의 깊이는 제1절연층(131)의 두께와 동일할 수 있다. 제1절연층(131)의 두께는 제2전극(246)의 두께보다 110% 내지 130% 두꺼울 수 있다.
반사홈(150-1)에는 투광층(133)이 배치될 수 있다. 투광층(133)의 형상과 반사홈(150-1)의 형상은 대응될 수 있다. 따라서, 투광층(133)의 두께는 반사홈(150-1)의 두께와 동일할 수 있다. 예시적으로 반사홈(150-1)은 투광층(133)상에 제2도전층(150)을 형성함으로써 형성될 수 있다.
투광층(133)의 재질은 자외선 파장대의 광을 통과시키는 다양한 재질이 포함될 수 있다. 예시적으로 투광층(133)은 절연층 재질을 포함할 수 있다. 투광층(133)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
도 36a는 도 34의 제2변형예이고, 도 36b는 제2변형예의 평면도이다.
도 36a를 참고하면, 제2구간(S12)에는 서브 리세스(127), 및 서브 리세스(127)의 내부에 배치되는 서브 반사층(135)이 배치될 수도 있다.
서브 반사층(135)은 서브 리세스(127)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로 서브 반사층(135)은 서브 리세스(127)내에서 제1절연층(131)상에 배치될 수 있다.
서브 반사층(135)은 자외선 파장대에서 반사율이 높은 물질이 선택될 수 있다. 서브 반사층(135)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예시적으로 서브 반사층(135)은 알루미늄을 포함할 수 있다. 서브 반사층(135)의 두께가 약 30nm 내지 120nm인 경우, 자외선 파장대의 광을 80% 이상 반사할 수 있다. 따라서, 활성층(126)에서 출사된 광이 반도체층 내부에서 흡수되는 것을 방지할 수 있다.
서브 반사층(135)에 의해 비스듬하게 출사되는 광(L1)이 상향 반사될 수 있다. 따라서, 발광구조물(120) 내에서 광 흡수를 줄이고, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 반도체 소자의 지향각을 조절할 수도 있다.
서브 반사층(135)은 제2전극(246)의 일부를 덮을 수 있다. 이러한 구성에 의해 제1절연층(131)과 제2전극(246) 사이로 유입되는 광을 상부로 반사시킬 수 있다. 그러나, 알루미늄과 같은 서브 반사층(135)은 스텝 커버리지가 상대적으로 좋지 않으므로 제2전극(246)을 완전히 덮는 것은 바람직하지 않을 수 있다.
제2전극(246)의 두께는 제1절연층(131)의 두께의 80%이하일 수 있다. 이로 인해 서브 반사층(135) 및 제2도전층(150)이 배치될 때 스텝 커버리지 저하에 따른 서브 반사층(135) 혹은 제2도전층(150)의 크랙이나 박리 등의 문제를 해결할 수 있다.
서브 반사층(135)의 폭은 서브 리세스(127)의 폭과 동일할 수 있다. 제1리세스(128)의 폭과 서브 리세스(127)의 폭은 발광구조물(120)의 제1면(127G)에 형성된 최대폭일 수 있다.
서브 반사층(135)은 서브 리세스(127)에서 제2전극(246)을 향해 연장된 연장부(135a)를 포함할 수 있다. 연장부(135a)는 서브 리세스(127)에 의하여 분리된 제2전극(246)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다.
서브 반사층(135)은 제2전극(246)과 제1절연층(131) 사이의 이격 거리에 배치될 수 있으며, 이격 거리 내에서 서브 반사층(135)이 제2도전형 반도체층(127)과 쇼트키 접합이 형성되는 영역이 배치될 수 있으며, 쇼트키 접합을 형성함으로써 전류 분산이 용이해질 수 있다.
서브 반사층(135)의 경사부와 제2도전형 반도체층(127)의 제1면이 이루는 각(θ4)은 90도 내지 145도일 수 있다. 경사각(θ4)이 90도보다 작을 경우 제2도전형 반도체층(127)의 식각이 어렵고 145도보다 클 경우 식각되는 활성층(126)의 면적이 커져서 발광 효율이 저하되는 문제가 있다.
제2도전층(150)은 서브 반사층(135)과 제2전극(246)을 덮을 수 있다. 따라서, 제2전극패드(166)와, 제2도전층(150), 서브 반사층(135), 및 제2전극(246)은 하나의 전기적 채널을 형성할 수 있다. 제2도전층(150)의 구성은 전술한 구성이 모두 적용될 수 있다.
도 36b를 참고하면, 서브 반사층(135)은 복수 개의 리세스(128) 사이에 배치되어 복수 개의 발광영역을 정의할 수 있다. 발광영역의 면적은 주입 전류의 레벨, Al의 조성에 따라 조절될 수 있다.
도 37은 도 34의 제3변형예이다.
제2도전층(150)은 알루미늄을 포함하는 반사층(151), 및 제2전극(246)과 반사층(151) 사이에 배치되는 제1중간층(152)을 포함할 수 있다. 제2전극(246)을 ITO로 구성하는 경우 산소가 반사층(151)에 침투하여 Al2O3를 형성할 수 있다. 이 경우 반사층(151)의 반사 효율이 떨어지게 된다. 실시 예에서는 반사층(151)과 제2전극(246) 사이에 제1중간층(152)이 배치되어 이들의 접착력을 향상시키고, 산소의 침투를 방지할 수 있다.
제1중간층(152)은 크롬(Cr), 티탄(Ti) 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1중간층(152)의 두께는 0.7m 내지 7nm일 수 있다. 제1중간층(152)은 알루미늄을 더 포함할 수 있다. 이 경우 제1중간층(152)과 알루미늄의 접착력을 향상시킬 수 있다.
제1중간층(152)은 제2구간(S12), 제3구간(S13)에서 제2도전형 반도체층(127)의 제1면(127G)과 접촉할 수 있다. 따라서, 쇼트키 접합에 의해 전류 분산 효율이 향상될 수 있다.
제2전극(246)과 반사층(151)의 두께비는 상기 제2도전층(150)의 두께비는 1:2 내지 1:120일 수 있다. 반사층(151)의 두께는 30nm 내지 120nm일 수 있다. 반사층(151)의 두께가 30nm보다 작은 경우 자외선 파장대에서 반사율이 떨어지는 문제가 있으며, 두께가 120nm보다 커져도 반사 효율이 거의 상승하지 않는다.
도 38은 본 발명의 제15실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고, 도 39는 도 38의 평면도이다.
도 38을 참고하면, 실시 예에 따른 반도체 소자는 도 1 내지 도 3에서 설명한 발광구조물(120), 및 도 4에서 설명한 각 층의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
도 39를 참고하면, 제1면(127G)은 리세스(128)가 내부에 배치되는 제1영역(127G-1), 및 제1영역(127G-1) 사이에 배치되는 제2영역(127G-2)을 포함할 수 있다.
제1영역(127G-1)의 직경은 리세스(128)의 직경의 1.0배 내지 1.5배일 수 있다. 제1영역(127G-1)의 직경이 1.5배를 초과하는 경우 제2전극(246)의 면적이 줄어들어 전류 분산 효율이 떨어지는 문제가 있다. 제1영역(127G-1)은 리세스(128)와 제2전극(246) 사이의 영역일 수 있다.
제2영역(127G-2)은 복수 개의 제1영역(127G-1) 이외의 나머지 영역일 수 있다. 제2영역(127G-2)에는 전체적으로 제2전극(246)이 배치될 수 있다.
제2전극(246)은 저항이 낮은 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 따라서, 제2전극(246)은 자외선 광을 흡수하는 문제가 있다. 따라서, 제2전극(246)의 면적을 좁혀 제2전극(246)이 흡수하는 광량을 줄일 필요가 있다.
제2도전층(150)은 제1영역(127G-1)과 제2영역(127G-2)에 배치되므로 제1영역(127G-1)으로 입사된 광은 제2도전층(150)에 의해 반사될 수 있다. 따라서, 제2전극(246)이 배치되는 제2영역(127G-2)의 면적을 좁히고 제1영역(127G-1)을 넓히면 광 추출 효율을 높일 수 있다. 이때, 전류 분산에 필요한 제2전극(246)의 면적을 확보하면서도 최대한 반사 영역을 확보하는 것이 중요할 수 있다.
제2영역(127G-2)의 면적은 발광구조물(120)의 최대 면적을 기준으로 35% 내지 60%일 수 있다. 제2영역(127G-2)의 면적이 35%보다 작은 경우 제2전극(246)의 접촉 면적이 작아 전류 분산 효율이 떨어질 수 있다. 또한, 제2영역(127G-2)의 면적이 60%를 초과하는 경우에는 제1영역(127G-1)의 면적이 작아져 광 추출 효율이 감소할 수 있다.
제1영역(127G-1)의 면적은 발광구조물(120)의 최대 면적을 기준으로 10% 내지 55%일 수 있다. 제1영역(127G-1)의 면적이 10%보다 작은 경우 충분한 반사 효율을 갖기 어려우며, 제1영역(127G-1)의 면적이 55%보다 큰 경우에는 제2영역(127G-2)의 면적이 작아져 전류 주입 효율이 감소하는 문제가 있다.
따라서, 제1영역(127G-1)의 면적과 제2영역(127G-2)의 면적의 비는 1:0.7 내지 1:6일 수 있다. 이 관계를 만족하면 충분한 전류 분산 효율을 가져 광 출력이 향상될 수 있다. 또한, 충분한 반사 영역을 확보하여 광 추출 효과가 향상될 수도 있다.
도 40은 도 39의 C-C방향 단면도이다.
제2도전형 반사층의 제1면(127G)은 제1방향(X방향)으로 가장 인접한 제1, 제2리세스(128a, 128b)의 중심 사이에 배치되는 제1-1면(S10)을 포함할 수 있다. 이때, 제1방향은 발광구조물(120)의 두께 방향과 수직한 방향일 수 있다.
제1-1면(S10)은 제1구간(S21), 및 제1구간(S21)과 제1, 제2리세스(128a, 128b) 사이에 배치되는 제2구간(S22a, S22b)을 포함할 수 있다.
제2구간(S22a, S22b)은 제1구간(S21)과 제1리세스(128a) 사이에 배치되는 제2-1구간(S22a), 및 제1구간(S21)과 제2리세스(128b) 사이에 배치되는 제2-2구간(S22b)을 포함할 수 있다.
제2전극(246)은 제1구간(S21)에 배치될 수 있다. 제2전극(246)은 제2구간(S22a, S22b)에만 배치되는 경우 제2구간(S22a, S22b)의 전류밀도를 향상시킬 수 있으나 제1구간(S21)의 전류밀도는 상대적으로 낮아질 수 있다. 또한, 제2전극(246)이 제1구간(S21)과 제2구간(S22a, S22b)에 모두 배치되는 경우 제1구간(S21)과 제2구간(S22a, S22b)에서 모두 광 흡수가 일어나게 되어 광 추출 효율 관점에서 좋지 않을 수 있다.
제2도전층은 제1구간(S21) 및 제2구간(S22a, S22b)에 배치될 수 있다. 따라서, 제2전극(246)이 배치되지 않는 제2구간(S22a, S22b)은 반사 기능을 수행할 수 있다.
실시 예에 따르면, 발광에 필요한 전류밀도를 확보하면서 광 추출 효율도 확보할 수 있도록 제1전극(142)과 제2전극(246)의 사이의 거리를 적절히 정하는 것이 중요할 수 있다.
예시적으로 제1전극(142)의 면적이 큰 경우 전류 분산 영역이 넓어지므로 제2구간(S22a, S22b)을 좀 더 넓게 확보할 수 있다. 따라서, 반사 영역을 넓힐 수 있다. 그러나, 제1전극(142)의 면적이 작은 경우 전류 분산 영역이 좁아지므로 제2구간(S22a, S22b)은 좁아질 수 있다.
제2-1구간(S22b)의 제1방향 폭과 제1리세스(128a)의 직경(W1)의 비는 1:1.25 내지 1:14일 수 있다. 직경의 비가 1:1.25보다 작아지는 경우 리세스(128)의 직경이 줄어들어 제1전극(142)의 면적이 감소하게 된다. 따라서, 제1전극(142)을 통해 주입되는 전류의 세기가 약해져 제2구간(S22a, S22b)에서의 전류밀도가 약해질 수 있다.
직경의 비가 1:14보다 커지는 경우 리세스(128)의 직경이 과도하게 커지게 되므로 상대적으로 제2도전형 반도체층의 제1면(127G)의 면적이 줄어들게 된다. 즉, 제1-1면(S10)의 폭이 줄어들게 된다. 그 결과, 활성층(126)의 면적이 감소하여 발광 영역이 줄어들게 된다.
리세스(128)의 직경(W1)은 20㎛ 내지 70㎛일 수 있다. 리세스(128)의 직경이 20㎛보다 작은 경우 내부에 배치되는 제1전극(142) 형성시 공정마진을 확보하기 어렵고, 리세스(128)의 직경이 70㎛보다 클 경우 활성층(126)의 면적이 감소하기 때문에 발광 효율이 악화될 수 있다. 여기서 리세스(128)의 직경은 제2도전형 반도체층의 제1면(127G)에 형성된 최대 직경일 수 있다.
제1구간(S21)의 제1방향 폭은 6㎛ 내지 12㎛일 수 있다. 폭이 6㎛보다 작은 경우에는 제2전극(246)의 면적이 작아져 전류 분산 효율이 감소되는 문제가 있으며, 12㎛보다 큰 경우에는 제2구간(S22a, S22b)이 좁아져 반사 효율이 감소하는 문제가 있다.
제2-1구간(S22a) 및 제2-2구간(S22b)의 제1방향 폭은 각각 5㎛ 내지 16㎛일 수 있다. 즉, 제2구간(S22a, S22b) 전체 폭은 10㎛ 내지 32㎛일 수 있다. 제2-1구간(S22a) 및 제2-2구간(S22b)의 제1방향 폭이 5㎛보다 작은 경우에는 충분한 반사 영역을 확보하기 어려운 문제가 있으며, 폭이 16㎛보다 큰 경우에는 제2전극(246)이 좁아지는 문제가 있다.
제1구간(S21)의 폭과 제2구간(S22a, S22b)의 전체 폭의 비는 1:0.8 내지 1:5일 수 있다. 상기 폭의 비를 만족하는 경우 제1영역(127G-1)의 면적과 제2영역(127G-2)의 면적의 비를 1:0.8 내지 1:6으로 조절할 수 있다. 따라서, 전류 분산 효율 및 광 추출 효과가 향상될 수 있다.
제1구간(S21)은 제1-1면(S10)의 1/2 지점을 포함할 수 있다. 제2전극(246)이 제1-1면(S10)의 중심에 배치되므로 제1구간(S21)의 전류밀도는 상승할 수 있다. 또한, 제1구간(S21)의 전류밀도가 상승하므로 그 사이에 있는 제2구간(S22a, S22b) 역시 전류가 분산되어 발광에 필요한 전류밀도를 확보할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1리세스(128a)의 직경과 제2리세스(128b)의 직경이 달라지는 경우 제1구간(S21)은 제1-1면(S10)의 1/2지점을 벗어날 수도 있다.
도 41은 도 40의 제1변형예이고, 도 42는 도 40의 제2변형예이다.
제2도전층(150)은 제2구간(S22a, S22b)에서 반사홈(150-2)을 포함할 수 있다. 제2구간(S22a, S22b)으로 입사된 광은 반사홈(150-2)의 경사면에 의해 진행 경로가 변경되어 반사될 수 있다. 이러한 구성에 의하면 광 균일도를 향상시킬 수 있다.
반사홈(150-2)의 깊이는 제1절연층(131)의 두께와 동일할 수 있다. 제1절연층(131)의 두께는 제2전극(246)의 두께보다 110% 내지 130% 두꺼울 수 있다. 전술한 바와 같이 제2전극(246)의 두께는 1 내지 15nm일 수 있다.
반사홈(150-2)에는 투광층(131b)이 배치될 수 있다. 투광층(131b)의 형상과 반사홈(150-2)의 형상은 대응될 수 있다. 따라서, 투광층(131b)의 두께는 반사홈(150-2)의 두께와 동일할 수 있다. 예시적으로 반사홈(150-2)은 투광층(131b)상에 제2도전층(150)을 배치함으로써 형성될 수 있다.
투광층(131b)의 재질은 자외선 파장대의 광을 통과시키는 다양한 재질이 포함될 수 있다. 예시적으로 투광층(131b)은 절연층 재질을 포함할 수 있다. 투광층(131b)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
투광층(131b)은 제1리세스(128a)의 내부에 배치되는 제1절연층(131)이 제2도전형 반도체층으로 연장되어 형성될 수도 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 별도의 유전체층을 배치할 수도 있다.
도 42를 참고하면, 제2전극(246)은 제1-1면(S10)의 중앙지점에서 멀어질수록 밀도가 낮아지게 배치될 수 있다. 즉, 분할된 제2전극(246c, 246d, 246e)이 중앙에서 멀어질수록 작아지게 배치될 수 있다. 분할된 제2전극(246c, 246d, 246e)은 마스크를 이용하여 선택적으로 식각하여 제작할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제1구간(S21)의 전류밀도를 유지하면서도 제2구간(S22a, S22b)의 전류밀도를 상승시킬 수 있다. 또한, 제1구간(S21)과 제2구간(S22a, S22b)의 면적비를 1:0.8 내지 1:6으로 유지함으로써 전류 분산 효율과 반사 효율을 동시에 가질 수 있다.
도 43은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지의 개념도이다.
반도체 소자는 패키지로 구성되어, 수지(resin)나 레지스트(resist)나 SOD 또는 SOG의 경화용으로 사용될 수 있다. 또는, 반도체 소자는 치료용 의료용으로 사용되거나 공기 청정기나 정수기 등의 살균에 사용될 수도 있다.
도 43을 참고하면, 반도체 소자 패키지는 홈(3)이 형성된 몸체(2), 몸체(2)에 배치되는 반도체 소자(1), 및 몸체(2)에 배치되어 반도체 소자(1)와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 리드 프레임(5a, 5b)을 포함할 수 있다.
몸체(2)는 자외선 광을 반사하는 재질 또는 코팅층을 포함할 수 있다. 몸체(2)는 복수의 층(2a, 2b, 2c, 2d)을 적층하여 형성할 수 있다. 복수의 층(2a, 2b, 2c, 2d)은 동일한 재질일 수도 있고 상이한 재질을 포함할 수도 있다.
홈(3)은 반도체 소자에서 멀어질수록 넓어지게 형성되고, 경사면에는 단차(3a)가 형성될 수 있다.
투광층(4)은 홈(3)을 덮을 수 있다. 투광층(4)은 글라스 재질일 있으나, 반드시 이에 한정하지 않는다. 투광층(4)은 자외선 광을 유효하게 투과할 수 있는 재질이면 특별히 제한하지 않는다. 홈(3)의 내부는 빈 공간일 수 있다.
반도체 소자는 조명 시스템의 광원으로 사용되거나, 영상표시장치의 광원이나 조명장치의 광원으로 사용될 수 있다. 즉, 반도체 소자는 케이스에 배치되어 광을 제공하는 다양한 전자 디바이스에 적용될 수 있다. 예시적으로, 반도체 소자와 RGB 형광체를 혼합하여 사용하는 경우 연색성(CRI)이 우수한 백색광을 구현할 수 있다.
상술한 반도체 소자는 발광소자 패키지로 구성되어, 조명 시스템의 광원으로 사용될 수 있는데, 예를 들어 영상표시장치의 광원이나 조명 장치 등의 광원으로 사용될 수 있다.
영상표시장치의 백라이트 유닛으로 사용될 때 에지 타입의 백라이트 유닛으로 사용되거나 직하 타입의 백라이트 유닛으로 사용될 수 있고, 조명 장치의 광원으로 사용될 때 등기구나 벌브 타입으로 사용될 수도 있으며, 또한 이동 단말기의 광원으로 사용될 수도 있다.
도 44는 반도체 소자의 제16 실시 예의 평면도이고, 도 45는 도 44의 반도체 소자의 H-H' 방향의 단면도이고, 도 46은 도 45의 일부분을 상세히 나타낸 도면이다.
도 44에서 반도체 소자는, 복수 개의 리세스(recess)의 내부와 외부에 각각 제1 전극(242)과 제2 도전층(250)이 배치되고, 가장 자리 영역(edge region)의 외부 영역에 반사층(reflective layer)가 배치되는데, 반사층(reflective layer)은 제2 도전층(250)이 연장된 것일 수 있다.
반도체 소자에서 제1 전극층과 리세스(recess)와 제2 도전층(제1 반사층)으로 이루어진 구조물은 실제로는 더 많은 개수로 이루어질 수 있으며, 반도체 소자의 크기와 전류 밀도 및 광출력을 고려하여 리세스의 개수를 자유롭게 조절할 수 있다.
본 실시예에 따른 반도체 소자(200A)는, 제1 도전형 반도체층(222)과 활성층(224) 및 제2 도전형 반도체층(226)을 포함하는 반도체 구조물(220)과, 제1 도전형 반도체층(222)과 접촉하는 제1 전극(242), 및 제2 도전형 반도체층(226)과 접촉하는 제2 전극(246)을 포함할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)으로부터 활성층(224) 및 제1 도전형 반도체층(226)의 일부 영역까지 리세스가 구비되어 제1 도전형 반도체층(222)이 노출되는 영역이 복수 개 존재할 수 있다. 이를 리세스 영역(recess region)이라 할 수 있다. 리세스 영역의 단면은 예를 들어 원형, 다각형, 타원형 등이며 반드시 이에 한정하지 않는다.
리세스 영역(recess region)에서 노출된 제1 도전형 반도체층(222) 하부에 제1 전극(242)이 배치되고, 리세스 영역(recess region)들 사이의 제2 도전형 반도체층(226)의 하부 표면에는 제2 전극(246)이 배치될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(222)은 -족, -족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(222)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 성장될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(222)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(222)은 단층 또는 다층으로 성장될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
활성층(224)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
활성층(224)은 -족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면 AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, AlGaN/GaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs),/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)은 -족, -족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)은 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)이 AlGaN으로 이루어질 경우 AlGaN은 낮은 전기 전도도로 인하여 정공의 주입이 원활하지 않을 수 있는데, 상대적으로 전기 전도도가 우수한 GaN을 제2 도전형 반도체층(226)의 저면에 배치하여 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제1 도전형 반도체층(222)의 상부 표면은 요철이 형성될 수 있다. 요철은 반도체 소자(200A)로부터 방출되는 광의 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 도전형 반도체층(222)으로부터 활성층(224)과 전자 차단층 및 제2 도전형 반도체층(226)으로 갈수록 폭이 넓어질 수 있는데, 식각 공정에서 발광 구조물(220)의 하부 구조물의 폭이 더 넓게 식각될 수 있기 때문이다.
발광 구조물(220)의 높이는 예를 들면 2 내지 3 마이크로 미터일 수 있고, 자외선을 발광하는 발광 구조물(220)의 경우, 청색 파장보다 파장이 짧은 단파장의 광의 추출 효율을 높이기 위해, 상부 표면의 요철의 깊이는 3,000 옴스트롱 내지 8,000 옴스트롱일 수 있으며, 평균 5,000 옴스트롱 정도의 깊이를 가질 수 있다.
제1 전극(242)과 일정 거리 이격되어 제1 절연층(231)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(231)은 제1 도전형 반도체층(22)의 노출된 표면으로부터 리세스 영역의 측면에 연장되어 제2 도전형 반도체층(226)의 표면까지 배치될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(246)의 노출된 하부면에서 제2 전극(246)의 양끝단에서 일정 거리 이격되어 제1 절연층(231)이 배치될 수 있다.
제1 절연층(231)과 제2 절연층(232), 및 패시베이션층(280)은 절연성 재료로 이루어질 수 있고, 산화 알루미늄 또는 질화 알루미늄이 사용될 수 있다. 예시적으로 제1 절연층(231)과 제2 절연층(232), 및 패시베이션층(280)은 SiO2 또는 SiN을 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
제2 도전형 반도체층(226)의 하부면에는 제2 도전층(250)이 배치될 수 있다. 제2 도전층(250)은 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들면 금속으로 이루어질 수 있으며, 상세하게는 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 니켈(Ni)로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
예를 들면 제2 도전층(250)이 알루미늄으로 이루어지고, 활성층(224)에서 자외선 파장 영역의 광이 방출될 때, 제2 도전층(250)의 두께는 50 나노미터 이상으로 구비되면 자외선 파장 영역의 광을 80% 이상 반사하는데 충분할 수 있다.
제2 도전층(250)은 제2 전극(246)을 제2 전극패드(266)와 전기적으로 연결하고, 제2 전극(246)을 감싸고 지지하여 안정성을 확보하는 캡핑층(capping layer)으로 작용할 수 있다. 또한, 제2 도전층(250)은 절연층의 하부면과 측면 중 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제2 도전층(250)은 절연층과의 접착력이 우수하여 소자의 신뢰성을 확보할 수 있다.
특히 UV-B나 UV-C 파장 영역의 광을 방출하는 반도체 소자(200A)는 AlGaN을 기반으로 발광 구조물(220)이 성장되어 청색 파장 영역의 광을 방출하는 발광소자에 비하여 발광 구조물(220)의 성장 방향과 수직한 방향(도 45의 수평 방향)의 발광이 우세한 TM 모드의 발광이 증가할 수 있다. 이때, 활성층(224)에서 측면 방향으로 진행하는 광을 제2 도전층(250)에서 반사하여 광의 진행 방향을 변경하고, 광 경로를 단축시켜, 발광 구조물(220) 내에서 광의 재흡수를 줄일 수 있다.
이러한 작용을 위하여 제2 도전층(250)은 발광 구조물(220)의 가장 자리 영역(edge region)에서 활성층(224)보다 높은 영역까지 연장되어 배치될 수 있다.
도 46에서, 발광 구조물(220)의 가장 자리 영역은 제2 도전형 반도체층(226)으로부터 활성층(224) 및 제1 도전형 반도체층(222)의 일부 영역까지 제거되어 노출될 수 있으며, 발광 구조물(220)이 제거된 영역에 제2 도전층(250)이 배치될 수 있다.
도 46에서, I-I' 선으로 표시된 영역이 발광 구조물(220)의 끝단이며 발광 구조물(220)의 분리 영역이라고 할 수 있다. J-J' 선으로 표시된 영역은 발광 구조물(220)의 표면 즉 제2 도전형 반도체층(226)이 제거되지 않고 상부 표면이 잔존하는 영역일 수 있다. 발광 구조물의 가장자리 영역은 J-J' 선으로 표시된 영역의 외측일 수 있다.
여기서, I-I'선과 J-J'선 사이의 거리(d1)는 3 마이크로 미터 내지 7 마이크로 미터일 수 있으며, 예를 들면 5 마이크로 미터일 수 있다. I-I'선과 J-J'선 사이의 거리가 3 마이크로 미터보다 작으면 메사 식각 영역이 좁아져서 제2 도전층(250)을 단차 구조를 가지고 형성시키기 어려울 수 있으며, 7 마이크로 미터보다 크면 공정 안정성은 좋아지나 활성층(224)의 볼륨(volume)이 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
제2 전극패드(266)는 도전성 재료로 이루어질 수 있고, 금속으로 이루어질 수 있고, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있으며, 상세하게는 Ti(티타늄)/Ni(니켈)/Ti/Ni/Ti/Au(금)의 구조를 가질 수도 있다.
제2 전극패드(266)는 광을 반사하는 작용을 할 수 있으므로, 제2 전극패드(266)가 발광 구조물(220)과 가까울수록 광추출 효율이 향상될 수 있다. 제2 전극패드(266)와 I-I' 선으로 표시된 영역이 발광 구조물(220)의 끝단 사이의 거리(d2)는 20 마이크로 미터 내지 30 마이크로 미터일 수 있다. 거리(d2)가 20 마이크로 미터보다 작으면 제2 절연층(280)의 형성과 공정 마진 확보에 어려울 수 있고, 30 마이크로 미터 이상이면 제2 전극패드(266)가 발광 구조물(220)과 너무 이격되어 광추출 효율이 저하될 수 있다.
제2 전극패드(266)는 제2 도전층(250)과 전기적으로 연결되기 위해 제1 절연층(231)과 패시베이션층(280) 중 적어도 하나에 리세스를 형성한 후 배치되는데, 이 때 제1 절연층(231)과 패시베이션층(280) 중 적어도 하나의 단차를 따라 형성될 수 있다. 제2 전극패드(266)가 하부 단차를 따라 형성될 경우, 제2 전극패드(266)의 상면에는 기판에 대하여 컨케이브(concave)한 표면이나 컨벡스(convex)한 표면을 가질 수 있다. 컨케이브(concave)한 표면이나 컨벡스(convex)한 표면은 추후 소자의 와이어 본딩 시 접착 면적을 넓게 해줄 수 있어 접착력을 향상시켜주는 효과를 가질 수 있다.
리세스 영역의 깊이(h1)는 발광 구조물(220)의 가장 자리에서 제2 도전층(250)의 배치를 위하여 발광 구조물(220)이 제거된 깊이(h3)와 동일할 수 있다.
그리고, 발광 구조물(220) 특히 제2 도전형 반도체층(226)의 측면은 하부면에 대하여 각도(θ1)를 가지고 배치되며, 제2 도전층(250)의 측면은 하부면에 대하여 각도(θ2)를 가지고 배치될 수 있는데, 상술한 각도(θ1, θ2)들은 서로 동일할 수 있다.
제2 도전층(250)의 경사 구조는 발광 구조물(220)의 가장 자리가 기울기를 가지고 메사 식각 등의 방법으로 제거되어 형성될 수 있으며, 활성층(224)에서 방출된 광을 발광소자(200A)의 상부로 진행시킬 수 있다. 도 46에서, 상술한 각도(θ 1, θ 2)는 90도보다 크고 150도보다 작을 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)의 하부면과 제1 절연층(231)이 접촉하는 영역의 거리(d3)는 예를 들면 5 마이크로 미터 내지 15 마이크로 미터일 수 있다. 5 마이크로 미터보다 작으면 공정 마진을 확보하기 어렵고, 15 마이크로 미터보다 크면 제2 전극(246)이 배치될 수 있는 면적이 줄어들어, 소자의 동작 전압이 높아질 수 있다. 그리고, 제2 도전형 반도체층(226)의 하부면에서, 제1 절연층(231)이 제2 도전층(250)과 중첩되는 영역의 거리(d4)는 예를 들면 4 마이크로 미터 내지 8 마이크로 미터일 수 있다. 4 마이크로 미터보다 작으면 제2 도전층(250)과 제1 절연층(231)이 중첩이 가능한 공정 마진을 확보하기 어렵고, 8 마이크로 미터보다 크면 제1 전극(242)와 전기적으로 분리하기 위한 공정 마진을 확보하기 어렵다.
제2 도전층(250)과 제1 절연층(231)의 하부에는 제2 절연층(232)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(232)은 리세스 영역의 내부에서 제1 도전형 반도체층(222)과 접촉하며 제1 전극(242)의 가장 자리를 덮으며 배치된다.
제2 절연층(231)은 제1 전극(242)과 제2 전극(246)을 전기적으로 분리해주는 역할을 할 수 있다. 제2 절연층(232)의 두께는 5,000 옴스트롱 내지 13,000 옴스트롱일 수 있다. 제2 절연체(232)의 두께가 5,000 옴스트롱보다 두께가 얇을 경우 제1 전극(242)과 제2 전극(246)을 전기적으로 분리하는 데에 충분하지 않아 신뢰성이 저하될 수 있고, 13,000 옴스트롱보다 두꺼울 경우 지지 기판(270)을 본딩하는 공정에서 발생하는 응력이 커져 신뢰성이 저하될 수 있다.
제2 절연층의 하부면에는 리세스 영역과 발광 구조물의 형상을 따라 제1도전층(265)과 접합층(260)이 배치될 수 있다. 제1 리세스 영역 내의 제1도전층(265)은 제2 절연층(232)의 사이에서 제1 전극(242)과 접촉할 수 있다.
제1도전층(265)은 반사율이 우수한 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들면 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있으며, 자외선 파장 영역에서는 예를 들면 500 옴스트롱 이상의 두께로 구비되는 경우 80% 이상의 광 반사율을 확보할 수 있다.
접합층(260)은 제1도전층(265)을 하부의 지지 기판(270)과 Ni, Sn, Au 등이 혼재된 영역을 포함하는 디퓨전(diffusion) 본딩 또는 유테틱(eutectic) 본딩하는 영역을 포함하는 영역일 수 있다.
접합층(260)의 저면은 제2 도전형 반도체층(226)의 저면에 배치되는 제2 전극(246)과 제1 절연층(231)간의 이격 거리(d0)에서 생기는 단차를 따라 반도체 소자의 두께 방향으로 돌기를 가질 수 있고, 두께가 충분히 두꺼울 경우, 평평한 저면을 가질 수 있다.
제2 전극(246)과 제1 절연층(231)이 이격된 거리(d0)는 예를 들면 1 내지 2 마이크로 미터일 수 있고, 상술한 이격 거리(d0)에서 제2 도전형 반도체층(226)이 제2 도전층(250)과 접촉할 수 있다. 상기의 이격 거리(d0)는 셀프 얼라인(self-align)을 통하여 확보할 수 있다.
접합층(260)은 도전성 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면, 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다. 확산 방지층은 본딩 공정 시 발생하는 접합층(260)을 구성하는 물질이 제1 전극(242)의 주변까지 확산되어 신뢰성이 저하되는 것을 방지한다.
제1도전층(265)과 접합층(260)의 사이에는 확산 방지층(Diffusion Barrier Layer, 미도시)가 배치될 수 있는데, 확산 방지층은 예를 들면 티타늄/니켈/티타늄/니켈의 다층 구조를 가질 수 있다.
지지 기판(270)은 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들면, 금속 또는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 지지 기판(270)의 재료는 전기 전도도 내지 열전도도가 우수한 금속일 수 있고, 발광소자 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열 전도도가 높은 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
반도체 소자가 AlGaN 기반으로 형성된 경우, 알루미늄(Al)이 많이 포함되면 발광 구조물 내에서 전류 확산 특성이 저하되는데, 특히 UV-B나 UV-C 파장 영역의 광을 방출하는 발광소자는 알루미늄(Al)을 다량 포함하는 AlGaN을 기반으로 발광 구조물이 성장되어 청색 파장 영역의 광을 방출하는 발광소자에 비하여 발광 구조물의 성장 방향과 평행한 방향의 발광이 우세한 TM 모드로 편광이 증가할 수 있다. 이때, 활성층에서 측면 방향으로 진행하는 광을 제2 도전층(250)에서 반사할 수 있다.
도 47 내지 도 49는 반도체 소자의 제17 실시 예 내지 제19 실시 예들의 일부분을 상세히 나타낸 도면이다.
도 47은 반도체 소자의 제17 실시 예의 일부분의 단면도이다. 이하에서는, 반도체 소자의 제16 실시 예와 상이한 부분을 위주로 반도체 소자의 제17 실시 예를 설명한다.
본 실시예에 따른 반도체 소자(200B)는, 리세스 영역 내에 제3 반사층(238)이 배치된 점에서 상술한 제16 실시 예와 상이하다.
제3 반사층(238)은 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 니켈(Ni)로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 제3 반사층(238)이 알루미늄으로 이루어지고, 활성층(224)에서 자외선 파장 영역의 광이 방출될 때, 제3 반사층(238)의 두께는 50 나노미터 이상으로 구비되면 자외선 파장 영역의 광의 반사에 충분할 수 있다.
제3 반사층(238)의 상부면은 제1 전극(242)과 전기적으로 연결되고 하부면은 제1도전층(265)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 제3 반사층(238)은 제2 도전층(250)과는 제2 절연층(232)에 의하여 전기적으로 분리될 수 있다.
이때, 제3 반사층(238)은 제2 도전형 반도체층(226)의 하부에서 제2 도전층(250)과 수직으로 중첩되는 부분을 가짐으로써, 공정의 안정성을 확보하고 활성층(224)에서 지지 기판(270) 방향으로 발광하는 빛을 충분히 반사하여 발광 소자의 광 출력이 향상될 수 있다.
도 48은 반도체 소자의 제18 실시 예의 일부분의 단면도이다. 이하에서는, 반도체 소자의 제17 실시 예와 상이한 부분을 위주로 반도체 소자의 제18 실시 예를 설명한다.
도 48에서 발광 구조물(220)의 바닥면으로부터 제3 반사층(238)의 상부면까지의 높이(h52)는, 발광 구조물(220)의 바닥면으로부터 활성층(224)까지의 높이(h51)보다 클 수 있다. 즉, 제3 반사층(238)의 일부분 즉 상부 영역은 제1 도전형 반도체층(222)과 대응되는 높이에 배치되고, 하부 영역은 리세스 영역의 하부로부터 제2 도전형 반도체층(226)의 하부면과 마주보고 배치될 수 있다. 그리고, 제3 반사층(238) 중 중간 영역은 활성층(224)과 대응되는 높이에 상기 제2 도전형 반도체층(226)의 하부면과 경사를 가지고 배치될 수 있는데, 이때 활성층(224)에서 방출되는 광이 제3 반사층(238)의 특히 중간 영역에서 반사될 수 있다.
본 실시예에 따른 반도체 소자(200C)에서, 제3 반사층(238)의 상부 영역은 상부면이 제1 전극(242)과 접촉하여 제1 도전형 반도체층(222)과 전기적으로 연결되고, 하부면은 제1도전층(265)과 접촉할 수 있다. 단, 제3 반사층(238)의 중간 영역과 하부 영역은 제2 절연층(232)에 둘러싸여 배치될 수 있다.
도 49는 반도체 소자의 제19 실시 예의 일부분의 단면도이다. 이하에서는, 반도체 소자의 상술한 실시예와 상이한 부분을 위주로 반도체 소자의 제19 실시 예를 설명한다.
실시예의 반도체 소자(200D)는 제2 도전형 반도체층(226)의 하부에는 도전층(228)이 배치될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)이 AlGaN으로 이루어질 때 AlGaN은 낮은 전기 전도도로 인하여 정공의 주입이 원활하지 않을 수 있는데 상대적으로 전기 전도도가 우수한 GaN을 포함하는 도전층(228)을 배치하여 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
접합층(260)이 제1 리세스를 관통하여 제1 도전형 반도체층(222)과 접촉하는데, 도시되지는 않았으나 접합층(260)과 제1 도전형 반도체층(222)의 사이에 제1 전극층이 배치될 수 있다.
제2 리세스에 제2 반사층(235)이 배치되는데, 제2 반사층(235)의 측면 외에 상부면까지 절연층(230)이 연장되어 배치되고 있다. 접합층(260)이 제1 도전형 반도체층(222)과 접촉하는 제1 리세스 영역의 높이와 제2 반사층(235)이 배치되는 제2 리세스의 높이는 동일하되, 제2 리세스의 폭은 제1 리세스의 폭보다 더 작을 수 있다.
제2 반사층(235)의 상부면과 측면과 바닥면의 윗 방향에는 절연층(230)이 배치될 수 있으며 하부면에는 접합층(260)이 배치되어 제2 반사층(235)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 50은 반도체 소자의 제20 실시 예의 평면도이고, 도 51은 도 50의 반도체 소자의 K-K' 방향의 단면도이다. 이하에서 반도체 소자의 제20 실시 예를 상술한 제16 실시 예와 상이한 점을 위주로 설명한다.
반도체 소자(200E)는, 제1 전극(242)과 리세스(recess)들의 사이의 저전류 밀도 영역(Low Current Density Region)에 제2 반사층(235)이 배치되고 있으며, 저전류 밀도 영역은 제1 전극(242)으로부터 거리 r0만큼 이격될 수 있다. 반도체 소자(200E)에서 제1 전극(242)과 리세스(recess)들로 이루어진 구조물은 실제로는 더 많은 개수로 이루어질 수 있고, 전류 밀도를 고려하여 설계가 가능함으로써 개수는 한정하지 않는다. 제1 전극(242)의 전류 밀도를 고려하여 배치함으로써 저전류 밀도 영역을 설계하고 각각의 저전류 밀도 영역에 사이에 제2 반사층을 배치할 수 있다. 제2 반사층(235)은 상술한 도 46 내지 도 49의 제3 반사층(238)과 동일한 재료료 이루어질 수 있다.
도 50에서 복수의 제1 전극(242)들이 각각 원형으로 도시되고, 각각의 제1 전극층들로부터 거리 r0만큼 이격된 영역들을 '경계 영역'이라고 할 수 있으며 경계 영역의 전류 밀도는 Ii일 수 있다.
'경계 영역'은 원형일 수 있으나 제1 전극(242)의 형상에 따라 달라질 수 있으므로 이에 한정하지 않으며, 경계 영역에서의 전류 밀도 Ii는 상기의 I0의 30% 내지 40%일 수 있고, 예를 들면 Ii= I0 ×exp(-1)일 수 있다.
그리고, 복수의 경계 영역을 사이의 영역을 '저전류 밀도 영역(Low Current Density Region)'이라고 할 수 있으며, 저전류 밀도 영역의 전류 밀도는 상기의 Ii보다 작을 수 있다.
본 실시예에서는 하나의 제1 전극(242) 둘레의 '경계 영역'에 외접하여 제2 반사층(235)이 배치되는데, 복수의 '경계 영역'은 서로 외접하거나, 이격 거리를 가질 수 있다. 따라서, 경계 영역이 서로 외접하는 경우, 저전류 밀도 영역은 서로 이격될 수 있고, 경계 영역이 서로 이격되는 경우 저전류 밀도 영역은 연장되어 배치될 수 있다.
도 51에서, 제2 도전형 반도체층(226)으로부터 활성층(224) 및 제1 도전형 반도체층(226)의 일부 영역까지 리세스가 구비되어 제1 도전형 반도체층(222)이 노출되는 영역이 복수 개 존재하는데, 제1 리세스 영역과 제2 리세스 영역이라 구분할 수 있으며, 제1 리세스 영역과 제2 리세스 영역의 단면은 예를 들어 원형, 다각형, 타원형 등이며 반드시 이에 한정하지 않는다. 제2 리세스 영역은 제1 리세스 영역의 둘레에 배치될 수 있다.
제1 리세스 영역(recess region 1)에서 노출된 제1 도전형 반도체층(222) 상에 제1 전극(242)이 배치되고, 제1 리세스 영역(recess region 1)과 제2 리세스 영역(recess region 2) 사이의 제2 도전형 반도체층(226) 상에는 제2 전극(246)이 배치될 수 있다. 그리고, 제2 리세스 영역(recess region 2)에는 제2 반사층(235)이 삽입되어 배치될 수 있는데, 제2 반사층(235)의 일부분은 제2 리세스 영역 외부의 영역으로 연장되어 배치될 수 있다. 제2 반사층(235)의 일부는 활성층(224)과 대응되는 높이 및 제1 도전형 반도체층(222)의 일부에 대응되는 높이에 배치될 수 있다. 즉, 제2 반사층(235)의 상부면은 활성층(224)보다 동일한 높이에 배치될 수 있다.
발광 구조물(220)이 AlGaN 기반으로 이루어지고, 알루미늄(Al)이 많이 포함되면 발광 구조물(220) 내에서 전류 확산 특성이 저하되는데, 이때 전류 밀도가 낮은 영역의 발광 구조물(220)을 제거하고 제2 반사층(235)을 형성한다. 그리고, 활성층에서 TM 모드로 발광하여 수평 방향으로 진행하는 광의 경로를 상부로 변경하여, 발광 구조물 내에서 광 흡수를 줄여 반도체 소자의 지향각을 조절하고 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 제2 도전층(250)이 제2 전극(246)을 제2 전극패드(266)와 전기적으로 연결하고, 제2 전극(246)과 반사층(235)을 감싸고 지지하여 안정성을 확보하는 캡핑층(capping layer)으로 작용할 수 있다. 특히, 발광 구조물(220)의 가장 자리 영역에서 제2 도전형 반도체층(226)으로부터 활성층(224) 및 제1 도전형 반도체층(222)의 일부 영역까지 제거되어 노출되고 있으며, 발광 구조물(220)이 제거된 영역에 제2 도전층(250)이 배치될 수 있으며, 제2 도전층(250)은 활성층(224)보다 높은 영역까지 연장되어 배치될 수 있음은 상술한 제16 실시 예와 동일할 수 있다.
즉, 발광 구조물(220)의 가장 자리 영역은 제2 도전형 반도체층(226)으로부터 활성층(224) 및 제1 도전형 반도체층(222)의 일부 영역까지 제거되어 노출되고 있으며, 발광 구조물(220)이 제거된 영역에 제2 도전층(250)이 배치될 수 있다.
도 51에서, I-I' 선으로 표시된 영역이 발광 구조물(220)의 끝단이며 발광 구조물(220)의 분리 영역이라고 할 수 있고, J-J' 선으로 표시된 영역은 발광 구조물(220)의 표면 즉 제2 도전형 반도체층(226)이 제거되지 않고 상부 표면이 잔존하는 영역일 수 있다.
여기서, I-I'선과 J-J'선 사이의 거리(d1)는 3 마이크로 미터 내지 7 마이크로 미터일 수 있으며, 예를 들면 5 마이크로 미터일 수 있다. I-I'선과 J-J'선 사이의 거리가 3 마이크로 미터보다 작으면 메사 식각 영역이 좁아져서 제2 도전층(250)을 단차 구조를 가지고 형성시키기 어려울 수 있으며, 7 마이크로 미터보다 크면 공정 안정성은 좋아지나 활성층(224)의 볼륨(volume)이 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 실시예에 따른 반도체 소자(200E)는 저전류 밀도 영역에서 제2 리세스 영역에 제2 반사층(235)이 구비되어 활성층(224)에서 방출되어 측면으로 진행하는 광을 상부 방향으로 반사할 수 있고, 발광 구조물(220)의 가장 자리에서 제2 도전층(250)이 활성층(224)보다 높은 높이에까지 연장되어 배치되어 활성층(224)에서 방출되어 가장 자리 영역으로 진행하는 광을 상부 방향으로 반사할 수 있다.
상술한 반도체 소자는 패키지로 구성되어, 수지(resin)나 레지스트(resist)나 SOD 또는 SOG 의 경화에, 또는 아토피 치료용 등의 의료용에, 또는 공기 청정기나 정수기 등의 살균에 사용될 수 있다. 또한, 반도체 소자는 조명 시스템의 광원으로 사용될 수 있는데, 예를 들어 영상표시장치의 광원이나 조명 장치 등의 광원으로 사용될 수 있다.
영상표시장치의 백라이트 유닛으로 사용될 때 에지 타입의 백라이트 유닛으로 사용되거나 직하 타입의 백라이트 유닛으로 사용될 수 있고, 조명 장치의 광원으로 사용될 때 등기구나 벌브 타입으로 사용될 수도 있으며, 또한 이동 단말기의 광원으로 사용될 수도 있다.
도 52는 반도체 소자가 배치된 패키지를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(300)는, 패키지 몸체(310)와 제1 전극부(321)와 제2 전극부(322)와 발광소자(200A)를 포함하여 이루어진다.
패키지 몸체(310)는 캐비티(cavity)를 가지는 절연성 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면 PPA(Polypthalamide) 수지나 실리콘 계열의 재료 등을 포함할 수 있다.
전극부(321)와 제2 전극부(322)는, 각각 패키지 몸체(310) 상에 배치되고, 일부는 캐비티의 바닥면에 배치될 수 있다.
발광소자(200A)는 상술한 발광소자일 수 있으며, 제1 전극부(321) 상에 배치되고 제2 전극부(322)와는 와이어(330)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
발광소자(200)와 와이어(330)의 주변은 에어(air)로 채워질 수 있다. 자외선을 방출하는 발광 소자일 경우, 발광소자의 주변 영역에 실리콘 계열의 물질로 몰딩부를 배치하면, 자외선 파장에 대응되는 에너지로 인해 몰딩부에 크랙 등의 결함이 유발되어 신뢰성이 저하될 수 있다.
발광소자(200A)의 둘레에는 형광체(미도시)가 포함될 수도 있다. 형광체는 야그(YAG) 계열의 형광체나, 나이트라이드(Nitride) 계열의 형광체, 실리케이트(Silicate) 또는 이들이 혼합되어 사용될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 패키지 몸체(310)의 상부에는 홈이 형성되고 홈 상에 커버(370)가 배치되는데, 커버(370)는 글래스 등의 투광성 재료로 이루어질 수 있으며, 접착제(375)를 통하여 패키지 몸체(310)와 커버(370)가 결합될 수 있으며 접착제(375)는 예를 들면 실리콘 계열의 접착제가 사용될 수 있다.
도 52의 패키지의 형상 외에, 반도체 소자는 플립 본딩되어 패키지로 사용될 수 있다.
도 53은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지의 평면도이고, 도 54는 도 53의 변형예이다.
도 53을 참조하면, 반도체 소자(10)는 제1 리드프레임(5a)상에 배치되고, 제2 리드프레임(5b)과 와이어에 의해 연결될 수 있다. 이때, 제2 리드프레임(5b)은 제1 리드프레임의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
도 54를 참조하면, 반도체 소자 패키지는 복수 개의 반도체 소자(10a, 10b, 10c, 10d)가 배치될 수도 있다. 이때, 리드프레임은 제1 내지 제5 리드프레임(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)을 포함할 수 있다.
제1 반도체 소자(10a)는 제1 리드프레임(5a)상에 배치되고 제2 리드프레임(5b)과 와이어로 연결될 수 있다. 제2 반도체 소자(10b)는 제2 리드프레임(5b)상에 배치되고 제3 리드프레임(5c)과 와이어로 연결될 수 있다. 제3 반도체 소자(10c)는 제3 리드프레임(5c)상에 배치되고 제4 리드프레임(5d)과 와이어로 연결될 수 있다. 제4 반도체 소자(10d)는 제4 리드프레임(5d)상에 배치되고 제5 리드프레임(5e)과 와이어로 연결될 수 있다.
반도체 소자는 다양한 종류의 광원 장치에 적용될 수 있다. 예시적으로 광원장치는 조명 장치, 및 표시 장치를 포함하는 개념일 수 있다. 즉, 반도체 소자는 케이스에 배치되어 광을 제공하는 다양한 전자 디바이스에 적용될 수 있다.
조명 장치는 기판과 실시 예의 반도체 소자를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열부 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 또한, 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등을 포함할 수 있다.
표시 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 광학 시트, 디스플레이 패널, 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 구성할 수 있다.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출할 수 있다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치될 수 있다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치될 수 있다..
반도체 소자는 표시장치의 백라이트 유닛으로 사용될 때 에지 타입의 백라이트 유닛으로 사용되거나 직하 타입의 백라이트 유닛으로 사용될 수 있다.
반도체 소자는 상술한 발광 다이오드 외에 레이저 다이오드일 수도 있다.
레이저 다이오드는, 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 그리고, p-형의 제1 도전형 반도체와 n-형의 제2 도전형 반도체를 접합시킨 뒤 전류를 흘러주었을 때 빛이 방출되는 electro-l㎛inescence(전계발광) 현상을 이용하나, 방출되는 광의 방향성과 위상에서 차이점이 있다. 즉, 레이저 다이오드는 여기 방출(stimulated emission)이라는 현상과 보강간섭 현상 등을 이용하여 하나의 특정한 파장(단색광, monochromatic beam)을 가지는 빛이 동일한 위상을 가지고 동일한 방향으로 방출될 수 있으며, 이러한 특성으로 인하여 광통신이나 의료용 장비 및 반도체 공정 장비 등에 사용될 수 있다.
수광 소자로는 빛을 검출하여 그 강도를 전기 신호로 변환하는 일종의 트랜스듀서인 광 검출기(photodetector)를 예로 들 수 있다. 이러한 광 검출기로서, 광전지(실리콘, 셀렌), 광 출력전 소자(황화 카드뮴, 셀렌화 카드뮴), 포토 다이오드(예를 들어, visible blind spectral region이나 true blind spectral region에서 피크 파장을 갖는 PD), 포토 트랜지스터, 광전자 증배관, 광전관(진공, 가스 봉입), IR(Infra-Red) 검출기 등이 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또한, 광검출기와 같은 반도체 소자는 일반적으로 광변환 효율이 우수한 직접 천이 반도체(direct bandgap semiconductor)를 이용하여 제작될 수 있다. 또는, 광검출기는 구조가 다양하여 가장 일반적인 구조로는 p-n 접합을 이용하는 pin형 광검출기와, 쇼트키접합(Schottky junction)을 이용하는 쇼트키형 광검출기와, MSM(Metal Semiconductor Metal)형 광검출기 등이 있다.
포토 다이오드(Photodiode)는 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있고, pn접합 또는 pin 구조로 이루어진다. 포토 다이오드는 역바이어스 혹은 제로바이어스를 가하여 동작하게 되며, 광이 포토 다이오드에 입사되면 전자와 정공이 생성되어 전류가 흐른다. 이때 전류의 크기는 포토 다이오드에 입사되는 광의 강도에 거의 비례할 수 있다.
광전지 또는 태양 전지(solar cell)는 포토 다이오드의 일종으로, 광을 전류로 변환할 수 있다. 태양 전지는, 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다.
또한, p-n 접합을 이용한 일반적인 다이오드의 정류 특성을 통하여 전자 회로의 정류기로 이용될 수도 있으며, 초고주파 회로에 적용되어 발진 회로 등에 적용될 수 있다.
또한, 상술한 반도체 소자는 반드시 반도체로만 구현되지 않으며 경우에 따라 금속 물질을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 수광 소자와 같은 반도체 소자는 Ag, Al, Au, In, Ga, N, Zn, Se, P, 또는 As 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있으며, p형이나 n형 도펀트에 의해 도핑된 반도체 물질이나 진성 반도체 물질을 이용하여 구현될 수도 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 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.

Claims (10)

  1. 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층, 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 제2도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하고,
    상기 제2도전형 반도체층과 상기 활성층을 관통하여 상기 제1도전형 반도체층의 일부 영역까지 배치되는 복수 개의 리세스를 포함하는 발광구조물;
    상기 복수 개의 리세스 내부에 배치되고, 상기 제1도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제1전극; 및
    상기 제2도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2전극을 포함하고,
    상기 복수 개의 제1전극이 상기 제1도전형 반도체층에 접촉하는 제1면적과 상기 제2전극이 상기 제2도전형 반도체층에 접촉하는 제2면적의 비(제1면적: 제2면적)는 1:3 내지 1:10인 반도체 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1면적은 상기 발광구조물의 수평방향 최대 단면적의 7.4% 이상 20% 이하이고, 상기 수평방향은 상기 발광구조물의 두께 방향과 수직한 방향이고,
    상기 제2면적은 상기 발광구조물의 수평방향 최대 단면적의 35% 이상 70%이하인 반도체 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1도전형 반도체층은 고저항층, 및 상기 활성층과 상기 고저항층 사이에 배치되는 저저항층을 포함하고,
    상기 고저항층은 상기 저저항층보다 Al 조성이 높고,
    상기 제1전극은 상기 저저항층에 배치되는 반도체 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 리세스의 상면은 제1전극층과 제1도전형 반도체층이 접하는 제1영역, 제1절연층과 제1도전형 반도체층이 접하는 제2영역, 및 제2절연층과 제1도전형 반도체층이 접하는 제3영역을 포함하고,
    상기 제2영역의 폭은 11㎛ 내지 28㎛이고,
    상기 제3영역의 폭은 1㎛ 내지 4㎛인 반도체 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극과 전기적으로 연결되는 제1도전층; 및
    상기 제2전극과 전기적으로 연결되는 제2도전층을 더 포함하고,
    상기 제2도전형 반도체층은 수평방향으로 가장 인접한 2개의 리세스의 사이에 배치되는 제1-1면을 포함하고,
    상기 제1-1면은 상기 수평방향으로 이격된 제2전극이 배치되는 제1구간, 및 상기 제2전극 사이에 배치되는 제2구간을 포함하고,
    상기 제2도전층은 상기 제1구간 및 제2구간에 배치되고,
    상기 제2구간의 폭과 상기 제1구간의 폭의 비는 1:0.7 내지 1: 5인 반도체 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2구간에 배치되는 서브 리세스, 및
    상기 서브 리세스의 내부에 배치되는 서브 반사층을 포함하고,
    상기 서브 반사층은 알루미늄을 포함하고,
    상기 서브 반사층은 상기 제2전극과 전기적으로 연결되는 반도체 소자.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2도전형 반도체층의 제1면은 AlGaN을 포함하는 반도체 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2도전층은,
    크롬(Cr), 티탄(Ti) 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함하는 제1중간층, 및
    알루미늄을 포함하는 반사층을 포함하는 반도체 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극과 전기적으로 연결되는 제1도전층; 및
    상기 제2전극과 전기적으로 연결되는 제2도전층을 더 포함하고,
    상기 제2도전층은 상기 발광 구조물의 가장 자리 영역에서 상기 활성층보다 높은 영역까지 연장되어 배치되는 반도체 소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2도전층은 상기 제2전극의 주변 영역에서 상기 제2 도전형 반도체층과 직접 접촉하는 반도체 소자.
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JP2018566526A JP7118427B2 (ja) 2016-06-20 2017-06-20 半導体素子
US16/310,340 US10734552B2 (en) 2016-06-20 2017-06-20 Semiconductor device having a light emitting structure

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KR1020160115894A KR102577859B1 (ko) 2016-09-08 2016-09-08 반도체 소자 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020137470A1 (ja) * 2018-12-26 2020-07-02 豊田合成株式会社 半導体発光素子
JP2020107630A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 豊田合成株式会社 半導体発光素子
JP2020113657A (ja) * 2019-01-11 2020-07-27 豊田合成株式会社 半導体発光素子

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018048275A1 (ko) 2016-09-10 2018-03-15 엘지이노텍 주식회사 반도체 소자
KR20190061147A (ko) * 2017-11-27 2019-06-05 주식회사 루멘스 엘이디 칩 및 그 엘이디 칩이 적용된 엘이디 모듈
KR20190116827A (ko) 2018-04-05 2019-10-15 엘지이노텍 주식회사 반도체 소자
JP7105612B2 (ja) 2018-05-21 2022-07-25 シャープ株式会社 画像表示素子およびその形成方法
KR102631075B1 (ko) 2018-06-29 2024-01-30 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자
KR102575569B1 (ko) * 2018-08-13 2023-09-07 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자
US10879419B2 (en) * 2018-08-17 2020-12-29 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting device
WO2020073294A1 (zh) * 2018-10-11 2020-04-16 厦门市三安光电科技有限公司 一种发光二极管芯片及其制作方法
CN112736166B (zh) * 2019-10-14 2022-10-11 中国科学院金属研究所 一种高效率发光二极管的制作方法
CN112992957A (zh) * 2019-12-17 2021-06-18 深圳第三代半导体研究院 一种发光二极管
CN112993114A (zh) * 2019-12-17 2021-06-18 深圳第三代半导体研究院 一种发光二极管
DE112019007980T5 (de) * 2019-12-19 2022-10-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
CN111933765B (zh) * 2020-07-03 2022-04-26 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 微型发光二极管及制作方法，微型led显示模块及制作方法
CN111933772B (zh) * 2020-07-09 2022-04-26 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 发光二极管及其制造方法
KR20230153278A (ko) * 2022-04-28 2023-11-06 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 반도체 발광 소자
WO2023235366A1 (en) * 2022-06-01 2023-12-07 Creeled, Inc. Contact structures in light-emitting diode chips

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140003351A (ko) * 2011-05-16 2014-01-09 가부시끼가이샤 도시바 반도체 발광 소자
US20140209955A1 (en) * 2013-01-29 2014-07-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device
JP2014195055A (ja) * 2013-02-28 2014-10-09 Nichia Chem Ind Ltd 半導体発光素子
JP2015177023A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 スタンレー電気株式会社 発光装置
KR20160056524A (ko) * 2014-11-12 2016-05-20 서울바이오시스 주식회사 발광 소자

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3884659T2 (de) 1987-04-21 1994-05-05 Nec Corp Optische Halbleiteranordnung.
JP2927158B2 (ja) * 1993-09-29 1999-07-28 サンケン電気株式会社 半導体発光素子
US6340824B1 (en) 1997-09-01 2002-01-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device including a fluorescent material
JP3033564B2 (ja) 1997-10-02 2000-04-17 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
US6958497B2 (en) 2001-05-30 2005-10-25 Cree, Inc. Group III nitride based light emitting diode structures with a quantum well and superlattice, group III nitride based quantum well structures and group III nitride based superlattice structures
JP5055678B2 (ja) 2001-09-28 2012-10-24 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
JP2003273473A (ja) 2001-11-05 2003-09-26 Nichia Chem Ind Ltd 半導体素子
US7521693B2 (en) 2003-10-16 2009-04-21 Alis Corporation Ion sources, systems and methods
CN100359707C (zh) 2004-04-16 2008-01-02 氮化物半导体株式会社 氮化镓系发光器件
JP2006032779A (ja) 2004-07-20 2006-02-02 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物半導体発光素子
WO2006043422A1 (ja) 2004-10-19 2006-04-27 Nichia Corporation 半導体素子
TWI413274B (zh) 2005-03-18 2013-10-21 Mitsubishi Chem Corp 發光裝置，白色發光裝置，照明裝置及影像顯示裝置
US20060260671A1 (en) 2005-05-17 2006-11-23 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor light emitting device
JP4968617B2 (ja) 2005-11-11 2012-07-04 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
TWI318013B (en) 2006-09-05 2009-12-01 Epistar Corp A light emitting device and the manufacture method thereof
KR100820546B1 (ko) 2006-09-07 2008-04-07 엘지이노텍 주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
CN102779918B (zh) 2007-02-01 2015-09-02 日亚化学工业株式会社 半导体发光元件
KR101330898B1 (ko) 2007-04-05 2013-11-18 엘지전자 주식회사 반도체 레이저 다이오드
US20100006884A1 (en) 2007-08-07 2010-01-14 Epistar Corporation Light Emitting Device and Manufacturing Method Therof
JP2008285758A (ja) 2008-06-02 2008-11-27 Nippon Steel Corp 一方向性電磁鋼板
JP5105310B2 (ja) 2008-08-19 2012-12-26 信越半導体株式会社 発光素子及びその製造方法
JP5407359B2 (ja) 2009-01-23 2014-02-05 信越半導体株式会社 発光ダイオード
JPWO2010146808A1 (ja) 2009-06-18 2012-11-29 パナソニック株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光ダイオード
CN102484176B (zh) * 2009-09-30 2014-12-31 京瓷株式会社 发光元件及发光元件的制造方法
US8154042B2 (en) * 2010-04-29 2012-04-10 Koninklijke Philips Electronics N V Light emitting device with trenches and a top contact
JP5659966B2 (ja) 2010-06-29 2015-01-28 日亜化学工業株式会社 半導体素子及びその製造方法
JP5319628B2 (ja) 2010-08-26 2013-10-16 シャープ株式会社 窒化物半導体素子および半導体光学装置
US20120112218A1 (en) 2010-11-04 2012-05-10 Agency For Science, Technology And Research Light Emitting Diode with Polarized Light Emission
JP5175918B2 (ja) 2010-12-01 2013-04-03 株式会社東芝 半導体発光素子
JP6096121B2 (ja) 2010-12-01 2017-03-15 日東電工株式会社 ドーパントの濃度勾配を有する放射性セラミック材料、ならびにその製造方法および使用方法
JP5050109B2 (ja) 2011-03-14 2012-10-17 株式会社東芝 半導体発光素子
JP2012216603A (ja) 2011-03-31 2012-11-08 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子およびその製造方法
US9252329B2 (en) 2011-10-04 2016-02-02 Palo Alto Research Center Incorporated Ultraviolet light emitting devices having compressively strained light emitting layer for enhanced light extraction
JP5988568B2 (ja) 2011-11-14 2016-09-07 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
JP2013149889A (ja) 2012-01-23 2013-08-01 Stanley Electric Co Ltd ＧａＮ系半導体発光素子
JP5857786B2 (ja) 2012-02-21 2016-02-10 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子の製造方法
KR101941033B1 (ko) * 2012-07-05 2019-01-22 엘지이노텍 주식회사 발광소자
TWI544658B (zh) 2012-08-01 2016-08-01 晶元光電股份有限公司 發光二極體結構
KR20140038886A (ko) 2012-09-21 2014-03-31 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자
US20160005919A1 (en) 2013-02-05 2016-01-07 Tokuyama Corporation Nitride semiconductor light emitting device
JP6118575B2 (ja) 2013-02-12 2017-04-19 日亜化学工業株式会社 発光装置
KR20140130618A (ko) 2013-05-01 2014-11-11 서울바이오시스 주식회사 솔더 페이스트를 통해 접착된 발광 다이오드를 갖는 발광 다이오드 모듈 및 발광 다이오드
JP6192378B2 (ja) 2013-06-18 2017-09-06 学校法人 名城大学 窒化物半導体発光素子
US9847457B2 (en) 2013-07-29 2017-12-19 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode, method of fabricating the same and LED module having the same
EP3043395B1 (en) 2013-09-05 2018-11-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting device
JP5818853B2 (ja) 2013-10-15 2015-11-18 株式会社トクヤマ ｎ型窒化アルミニウム単結晶基板を用いた縦型窒化物半導体デバイス
KR102070089B1 (ko) 2013-10-23 2020-01-29 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 패키지 및 이를 이용한 조명장치
KR102098245B1 (ko) 2014-02-11 2020-04-07 삼성전자 주식회사 광원 패키지 및 그를 포함하는 표시 장치
US9397309B2 (en) 2014-03-13 2016-07-19 Universal Display Corporation Organic electroluminescent devices
JP2015198124A (ja) 2014-03-31 2015-11-09 ウシオ電機株式会社 半導体発光素子
WO2015156588A1 (ko) 2014-04-07 2015-10-15 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 조명시스템
JP2015216352A (ja) 2014-04-24 2015-12-03 国立研究開発法人理化学研究所 紫外発光ダイオードおよびそれを備える電気機器
US9577171B2 (en) * 2014-06-03 2017-02-21 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting device package having improved heat dissipation efficiency
KR20160017849A (ko) 2014-08-06 2016-02-17 서울바이오시스 주식회사 고출력 발광 장치 및 그 제조 방법
EP2988339B1 (en) 2014-08-20 2019-03-27 LG Innotek Co., Ltd. Light emitting device
JP6337686B2 (ja) 2014-08-21 2018-06-06 三菱ケミカル株式会社 ＧａＮ基板およびＧａＮ基板の製造方法
KR102282141B1 (ko) 2014-09-02 2021-07-28 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
WO2016076637A1 (en) 2014-11-12 2016-05-19 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting device
DE112015005634T5 (de) * 2014-12-19 2017-09-07 Seoul Viosys Co., Ltd. Halbleiter-lichtemissionseinrichtung und verfahren zur herstellung von dieser
KR102239627B1 (ko) 2015-03-26 2021-04-12 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지
WO2016163083A1 (ja) 2015-04-09 2016-10-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 窒化物半導体発光素子
KR102388284B1 (ko) * 2015-05-26 2022-04-19 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광소자
US10734547B2 (en) * 2016-06-24 2020-08-04 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor device package comprising same
US10340415B2 (en) * 2016-09-01 2019-07-02 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor device package including the same
US10903395B2 (en) * 2016-11-24 2021-01-26 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor device having varying concentrations of aluminum

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140003351A (ko) * 2011-05-16 2014-01-09 가부시끼가이샤 도시바 반도체 발광 소자
US20140209955A1 (en) * 2013-01-29 2014-07-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device
JP2014195055A (ja) * 2013-02-28 2014-10-09 Nichia Chem Ind Ltd 半導体発光素子
JP2015177023A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 スタンレー電気株式会社 発光装置
KR20160056524A (ko) * 2014-11-12 2016-05-20 서울바이오시스 주식회사 발광 소자

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3474337A4 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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