WO2018074885A1 - 반도체 소자 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지 - Google Patents

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Definitions

  • Embodiments relate to a semiconductor device and a semiconductor device package including the same.
  • 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 ultraviolet light emitting device has a problem that it is difficult to implement a vertical type, and there is a problem that the light extraction efficiency is relatively low.
  • the embodiment provides a semiconductor device having improved light extraction efficiency.
  • the embodiment provides a semiconductor device having improved reliability and light extraction efficiency by improving adhesion between the electrode and the reflective layer.
  • a semiconductor device includes 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.
  • Light emitting structure A first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer; A second electrode electrically connected to the second conductive semiconductor layer; A reflective layer disposed on the second electrode and including a first metal; And a nitride of the first metal between the second electrode and the reflective layer.
  • a semiconductor device includes 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.
  • Light emitting structure A first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer; A second electrode electrically connected to the second conductive semiconductor layer; And a reflective layer disposed on the second electrode and comprising a first metal, wherein the second electrode comprises a first layer and a second layer between the first layer and the reflective layer, wherein the first layer Silver metal oxide may be included, and the second layer may include metal oxynitride.
  • the body ; And a semiconductor element disposed in the body, wherein the semiconductor element is disposed between a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer.
  • a light emitting structure including an active layer; A first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer; A second electrode electrically connected to the second conductive semiconductor layer; A reflective layer disposed on the second electrode; And a nitride of the first metal between the second electrode and the reflective layer.
  • an active layer disposed between a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer.
  • Forming a light emitting structure comprising a; Depositing an electrode on the second conductivity type semiconductor layer; And forming a reflective layer including a first metal on the electrode, and nitride of the first metal may be included between the electrode and the reflective layer.
  • a semiconductor device having excellent light extraction efficiency can be manufactured.
  • 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 a portion A of FIG. 1.
  • FIG. 3A is a first modification of FIG. 2.
  • FIG. 3B is a plan view illustrating a portion of an interface between the second layer and the reflective layer of FIG. 3A.
  • 3C and 4 are second and third modifications of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion B of FIG. 5.
  • 7A, 7B and 8 are the first, second and third modifications of FIG. 6, respectively.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a portion C of FIG. 9.
  • 11A, 11B, and 12 are first, second, and third modifications of FIG. 10, respectively.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram of a semiconductor device package according to an embodiment of the present invention.
  • 14 to 20B are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 21A and 21B are graphs illustrating reflectances of respective wavelengths according to materials of a second layer of a second electrode of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 22 and 23 are graphs obtained by XPS analysis of a second layer of a second electrode of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
  • the semiconductor device may include various electronic devices such as a light emitting device and a light receiving device, and the light emitting device and the light receiving device may both include a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer.
  • the semiconductor device according to the present embodiment may be a light emitting device.
  • the light emitting device emits light by recombination of electrons and holes, and the wavelength of the light is determined by the energy band gap inherent in the material. Thus, the light emitted may vary depending on the composition of the material.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to a first exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged view of portion A of FIG. 1.
  • the semiconductor device may output light in an ultraviolet wavelength band.
  • the semiconductor device may output light in the near ultraviolet wavelength band (UV-A), may output light in the far ultraviolet wavelength band (UV-B), and output light in the deep ultraviolet wavelength band (UV-C). You may.
  • the wavelength range may be determined by the composition ratio of Al of the semiconductor device.
  • 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 semiconductor device 100 may include a light emitting structure 110, a second electrode 122-1, and a reflective layer 142.
  • the light emitting structure 110 is disposed between the first conductive semiconductor layer 111, the second conductive semiconductor layer 112, and the first conductive semiconductor layer 111 and the second conductive semiconductor layer 112.
  • the active layer 113 may be included.
  • the first conductive semiconductor layer 111 may be formed of a compound semiconductor such as a group III-V group or a group II-VI, and may be doped with a first dopant.
  • the first conductivity type semiconductor layer 111 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 111 doped with the first dopant may be an n-type semiconductor layer.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 112 may be implemented with compound semiconductors such as group III-V and group II-VI, and the second dopant may be doped.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 112 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 112 doped with the second dopant may be a p-type semiconductor layer.
  • the active layer 113 may be disposed between the first conductive semiconductor layer 111 and the second conductive semiconductor layer 112.
  • the active layer 113 may be a layer where electrons (or holes) injected through the first conductivity type semiconductor layer 111 and holes (or electrons) injected through the second conductivity type semiconductor layer 112 meet each other.
  • the active layer 113 may transition to a low energy level as electrons recombine with holes, and may generate light having an ultraviolet wavelength.
  • the active layer 113 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. ) Is not limited thereto.
  • the second electrode 122-1 may be in ohmic contact with the second conductivity type semiconductor layer 112.
  • the second electrode 112 may be formed to include a transparent conductive oxide (TCO) having relatively low ultraviolet light absorption.
  • Transparent conductive oxide films include ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), AZO (Aluminum Zinc Oxide), AGZO (Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO (Indium Zinc Tin Oxide), IAZO (Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO (Indium Gallium Tin Oxide), ATO (Antimony Tin Oxide), GZO (Gallium Zinc Oxide), IZON (IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx and NiO.
  • the reflective layer 142 may be electrically connected to the second electrode 122-1.
  • the reflective layer 142 may be made of a material having excellent reflectance.
  • the reflective layer 142 may include a first metal, for example, aluminum.
  • the reflective layer 142 may reflect light emitted from the active layer 113.
  • the reflective layer 142 may inject a current into the second conductivity-type semiconductor layer 112.
  • the second electrode 122-1 may directly contact a semiconductor layer (eg, P-AlGaN) having a bandgap larger than the energy of the wavelength of ultraviolet light.
  • a semiconductor layer eg, P-AlGaN
  • the second electrode 122-1 is disposed on a semiconductor layer (eg, a GaN layer) having a small band gap for ohmic, most of the ultraviolet light is absorbed by the GaN layer.
  • the second electrode 122-1 of the embodiment directly contacts ohmic contact with a semiconductor layer having a large band gap (for example, P-AlGaN), most of the light may pass through the second conductivity type semiconductor layer 112-1. Can be.
  • the surface layer of the second conductivity-type semiconductor layer 112 in contact with the second electrode 122-1 may have a composition of Al of 1% to 10%.
  • the Al composition of the surface layer is less than 1%, there is a problem of absorbing excessive light, and when the Al composition is greater than 10%, ohmic characteristics may be deteriorated.
  • the second electrode can absorb ultraviolet light. Therefore, it is necessary to improve the light extraction efficiency while maintaining the ohmic contact by the second electrode.
  • the light transmitting property of the second electrode 122-1 is increased, and light extraction is provided by arranging a conductive layer (reflective layer) having reflective properties under the second electrode 122-1. The efficiency can be improved.
  • the second electrode 122-1 may include a first layer 122a and a second layer 122b.
  • the second layer 122b may be disposed between the first layer 122a and the reflective layer 142.
  • the second layer 122b may be a layer formed separately on the first layer 122a.
  • the second layer 122b may be a layer formed by deforming a portion of the first layer 122a by doping or the like.
  • the first layer 122a may include a metal oxide.
  • the first layer 122a may be formed of the above-described transparent conductive oxide film (eg, ITO).
  • the second layer 122b may include metal oxynitride.
  • the second layer 122b may be formed of a transparent conductive oxide film constituting the first layer 122a and a compound of nitrogen (eg, ITON). Therefore, the transmittance can be improved by the second layer 122b and the adhesion between the first layer 122a and the reflective layer 142 can be improved.
  • a compound of nitrogen eg, ITON
  • An oxide may be partially or at least one layer formed between the second electrode 122-1 and the reflective layer 142 by high temperature and high pressure that may occur during the process. Since the resistance increases between the second electrode 122-1 and the reflective layer 142 due to the oxide, current injection is not smooth, and electrical characteristics of the semiconductor device may be degraded. In addition, the separation of the second electrode 122-1 and the reflective layer 142 may occur due to the oxide.
  • a second layer 122b including a metal oxynitride may be disposed between the reflective layer 142 and the first layer 122a.
  • the bonding force of oxygen in the second layer 122b may be greater than that of nitrogen.
  • the second layer 122b is a transparent conductive oxide film containing oxygen (for example, in the case of ITO, a compound of indium oxide (In 2 O 3) and tin oxide (SnO 2)) and a nitrogen compound. That is, the transparent conductive oxide film itself may have a more stable bonding structure than the compound of the transparent conductive oxide film and nitrogen.
  • the intermediate portion 142a (FIG. 3A) between the first layer 122a and the reflective layer 142 may contain more nitride than oxide.
  • the adhesion between the first layer 122a and the reflective layer 142 may be improved by the second layer 122b, and the generation of oxide at the interface between the second layer 122b and the reflective layer 142 may be minimized. .
  • the ratio of nitrogen included in the second layer 122b may be 0.33 to 1.5 times the ratio of oxygen.
  • the ratio of nitrogen in the second layer 122b is less than 0.33 times the ratio of oxygen, more oxide may be formed between the second electrode 122-1 and the reflective layer 142, which may be undesirable.
  • the ratio of nitrogen in the second layer 122b is greater than 1.5 times the ratio of oxygen, the ratio of oxygen may be relatively small, thereby weakening the bonding force between the elements constituting the second layer.
  • the ratio of nitrogen and oxygen can be calculated by analyzing SIMS, EDX, XPS, TEM data, etc., but it is not necessarily limited thereto. Various analytical methods that can absolutely or relatively measure the content of constituent elements in a layer This can be applied.
  • the thickness of the first layer 122a may be 1 to 10 nm. If the thickness of the first layer 122a is larger than 10 nm, light transmittance may be lowered to cause light loss. In addition, when the thickness of the first layer 122a is smaller than 1 nm, cracks may easily occur due to an external impact, and resistance may increase to decrease current injection efficiency.
  • the thickness of the second layer 122b may be 1 to 10 nm. If the thickness of the second layer 122b is greater than 10 nm, the transmittance may be lowered, resulting in light loss. In addition, when the thickness of the second layer 122b is smaller than 1 nm, the adhesion between the first layer 122a and the reflective layer 142 may be lowered and the antioxidant effect may be reduced.
  • the second layer 122b may have a thickness of 0.1 to 10 times the first layer 122a.
  • the thickness of the second layer 122b is less than 0.1 times the thickness of the first layer 122a, the adhesion between the first layer 122a and the reflective layer 142 may be lowered and the antioxidant effect may be reduced.
  • the thickness of the second layer 122b is greater than 10 times the thickness of the first layer 122a, light transmittance may be lowered to cause light loss.
  • FIG. 3A is a first modification of FIG. 2, and FIG. 3B is a plan view illustrating a part of an interface between the second layer and the reflective layer of FIG. 3A.
  • an intermediate portion 142a may be further disposed between the second layer 122b and the reflective layer 142.
  • the intermediate part 142a may be formed by reacting materials formed at the interface between the second layer 122b and the reflective layer 142.
  • the intermediate part 142a may be disposed in a layer form in the entire region between the second layer 122b and the reflective layer 142.
  • the intermediate part 142a may improve the adhesion between the second layer 122b and the reflective layer 142.
  • the formation of the oxide between the second layer 122b and the reflective layer 142 may be minimized by the formation of the intermediate portion 142a.
  • the intermediate part 142a may include a nitride C1 of the first metal included in the reflective layer 142.
  • the intermediate part 142a may include an oxide C2 of the first metal included in the reflective layer 142.
  • the middle part 142a may include a nitrogen compound (eg, AlN) formed by the first metal (eg, Al) included in the reflective layer 142 and nitrogen of the second layer 122b. Can be.
  • the intermediate portion 142a may include an oxygen compound (eg, AlxOy) formed by the oxygen of the first metal (eg, Al) and the second layer 122b included in the reflective layer 142. have.
  • the intermediate portion 142a may include a compound other than the nitride of the first metal and the oxide of the first metal.
  • the proportion of nitride C1 of the intermediate portion 142a may be greater than that of oxide C2. In other words, of nitrogen and oxygen in the second layer 122b, nitrogen diffuses to the reflective layer 142.
  • the intermediate portion 142a includes more oxide (C2) than the nitride (C1), it is not preferable because the adhesion and electrical properties between the second layer 122b and the reflective layer 142 is reduced.
  • the ratio of nitride (C1) and oxide (C2) may be 2.3: 1 or more.
  • the nitride (C1) is less than 2.3 times the oxide (C2), the ratio of the oxide (C2) is relatively large, the second layer 122b and the reflective layer 142 is peeled off, or the resistance is increased to decrease the current injection efficiency Can be.
  • 3B may be a result of observing an interface between the second layer 122b and the reflective layer 142 using a transmission electron microscope (TEM). That is, when the gap between the second layer 122b and the reflective layer 142 is cut and observed with a scanning electron microscope, the ratio of nitride (C1) and oxide (C2) observed per specific unit area may be 2.3: 1 or more. In addition, when the semiconductor device 100 is cut in the longitudinal direction (direction from top to bottom in FIG. 1), the length ratio of the nitride C1 and the oxide C2 in contact with the reflective layer 142 or the second layer 122b is determined. 2.3: 1 or more.
  • TEM transmission electron microscope
  • the intermediate portion 142a is illustrated to be formed of nitride (C1) and oxide (C2), but the present invention is not limited thereto. That is, the intermediate portion 142a may be entirely composed of nitride or oxide.
  • 3C is a second modification of FIG. 2.
  • an intermediate portion 142b may be further included between the second layer 122b and the reflective layer 142.
  • the intermediate part 142b may be disposed in a partial region between the second layer 122b and the reflective layer 142.
  • the intermediate part 142b may be disposed in the form of a cluster between the second layer 122b and the reflective layer 142.
  • the intermediate portion 142b may have the same configuration as that shown in FIG. 3A except for the shape thereof.
  • the intermediate portion 142b may be observed in a shape similar to that of FIG. 3B.
  • FIG. 4 is a third modified example of FIG.
  • a second electrode 122-2 may be disposed between the second conductive semiconductor layer 112 and the reflective layer 142.
  • the second electrode 122-2 may include metal oxynitride.
  • the second electrode 122-2 may be formed of a compound of a transparent conductive oxide film and nitrogen (eg, ITON).
  • an intermediate portion 142a illustrated in FIG. 3A or an intermediate portion 142b illustrated in FIG. 3C may be disposed between the second electrode 122-2 and the reflective layer 142.
  • the intermediate portions 142a and 142b may be observed in a shape similar to that of FIG. 3B.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to a second exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion B of FIG. 5.
  • the semiconductor device 200 may include a light emitting structure 110, a plurality of recesses R, a first electrode 221, and a second electrode 222-1. And a reflective layer 242.
  • the light emitting structure 110 may have the same configuration as the light emitting structure 110 described with reference to FIG. 1. Unevenness may be formed on an upper surface of the light emitting structure 110. Such unevenness may improve extraction efficiency of light emitted from the light emitting structure 110.
  • 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.
  • the plurality of recesses R may pass through the active layer 113 from the first surface of the second conductivity type semiconductor layer 112 and may be disposed up to a portion of the first conductivity type semiconductor layer 111.
  • the first insulating layer 231 and the second insulating layer 232 are disposed in the recess R to electrically connect the first conductive layer 241 with the second conductive semiconductor layer 112 and the active layer 113.
  • the first electrode 221 may be disposed on the top surface of the recess R to be electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer 111.
  • the first electrode 221 may be exposed by the first insulating layer 231 to be electrically connected to the first conductive semiconductor layer 111.
  • the first electrode 221 is electrically insulated from the active layer 113 and the second conductivity type semiconductor layer 112 by the first insulating layer 231.
  • the first electrode 221 may be an ohmic electrode.
  • the first electrode 221 may be indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), or indium gallium tin (IGTO).
  • 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
  • the second electrode 222-1 may be formed on the second conductive semiconductor layer 112.
  • the second electrode 222-1 is exposed by the first insulating layer 231 and is electrically connected to the second conductive semiconductor layer 112.
  • the second electrode 222-1 may be an ohmic electrode.
  • the second electrode 222-1 may include a transparent conductive oxide (TCO) having relatively low ultraviolet light absorption.
  • Transparent conductive oxide films include ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), AZO (Aluminum Zinc Oxide), AGZO (Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO (Indium Zinc Tin Oxide), IAZO (Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO (Indium Gallium Tin Oxide), ATO (Antimony Tin Oxide), GZO (Gallium Zinc Oxide), IZON (IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx and NiO.
  • the first insulating layer 231 and the second insulating layer 232 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. .
  • the first insulating layer 231 and the second insulating layer 232 may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the first and second insulating layers 231 and 232 may be distributed Bragg reflectors (DBRs) having a multilayer structure including silver Si oxides or Ti compounds.
  • DBRs distributed Bragg reflectors
  • the present invention is not limited thereto, and the first and second insulating layers 231 and 232 may include various reflective structures.
  • the first and second insulating layers 231 and 232 perform a reflection function
  • light extraction efficiency may be improved by reflecting light emitted from the active layer 113 toward the side upward.
  • the light extraction efficiency may be more effective than the semiconductor device emitting blue light.
  • the first conductive layer 241 may be disposed along the bottom surface of the light emitting structure 110 and the shape of the recess (R).
  • the first conductive layer 241 is electrically insulated from the second conductive layer (reflective layer) 242 by the second insulating layer 232.
  • the first conductive layer 241 may be electrically connected to the first electrode 221 through the second insulating layer 232.
  • the first conductive layer 241 may be made of a material having excellent reflectance.
  • the first conductive layer 241 may include aluminum.
  • the light extraction efficiency may be improved by reflecting light emitted from the active layer 113 upward.
  • the second conductive layer 242 (hereinafter referred to as a reflective layer) may be disposed to cover the second electrode 222-1.
  • the reflective layer 242 may be in contact with the side surface and the bottom surface of the first insulating layer 231.
  • the reflective layer 242 may be made of a material having good adhesion to the first insulating layer 231.
  • the reflective layer 242 may be made of a material having excellent reflectance.
  • the reflective layer 242 may comprise a first metal, for example aluminum.
  • the reflective layer 242 may improve light extraction efficiency by reflecting the light emitted between the first insulating layer 231 and the second electrode 222-1 upward.
  • the second electrode pad 250 may be disposed in one corner area of the semiconductor device 200.
  • the second electrode pad 250 may be electrically connected to the reflective layer 242 and the second electrode 222-1 by the first insulating layer 231. That is, the second electrode pad 250, the reflective layer 242, and the second electrode 222-1 may form one electrical channel.
  • the second electrode pad 250 is electrically insulated from the first conductive layer 241 by the second insulating layer 232.
  • the second electrode pad 250 may have a recessed portion and a convex portion at an upper surface thereof because the center portion is recessed. Wires (not shown) may be bonded to the recesses of the second electrode pad 250. Therefore, the adhesive area is widened, so that the second electrode pad 250 and the wire may be more firmly bonded.
  • the second electrode pad 250 may function to reflect light. Therefore, as the second electrode pad 250 is closer to the light emitting structure 110, light extraction efficiency of the semiconductor device 200 may be improved. In addition, the height of the convex portion of the second electrode pad 250 may be higher than the active layer 113. Therefore, the second electrode pad 250 may reflect the light emitted in the horizontal direction of the device from the active layer 113 to the top to improve the light extraction efficiency and to control the orientation angle.
  • the bonding layer 260 may be further disposed along the shape of the bottom surface of the light emitting structure 110 and the recess 128.
  • the bonding layer 260 may be formed on the first conductive layer 241.
  • the bonding layer 260 may comprise a conductive material.
  • the bonding layer 260 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 270 may be disposed on the bonding layer 260.
  • the substrate 270 may be made of a conductive material.
  • the substrate 270 may include a metal or a semiconductor material.
  • the substrate 270 may be a metal having excellent electrical conductivity and / or thermal conductivity.
  • the substrate 270 may include a material selected from the group consisting of silicon, molybdenum, silicon, tungsten, copper, and aluminum, or an alloy thereof. In this case, heat generated during the operation of the semiconductor device may be quickly released to the outside.
  • the passivation layer 280 may be formed on the top and side surfaces of the light emitting structure 110.
  • the passivation layer 280 may contact the first insulating layer 231 in a region adjacent to the second electrode 222-1.
  • the second electrode 222-1 may include a first layer 222a and a second layer 222b.
  • the second layer 222b is disposed between the first layer 222a and the reflective layer 242.
  • the second layer 222b may be a layer formed separately on the first layer 222a.
  • the second layer 222b may be a layer formed by deforming a portion of the first layer 222a by doping or the like.
  • the first layer 222a may include a metal oxide.
  • the first layer 222a may be formed of the above-described transparent conductive oxide film (eg, ITO).
  • the second layer 222b may include metal oxynitride.
  • the second layer 222b may be formed of a transparent conductive oxide film constituting the first layer 222a and a compound of nitrogen (eg, ITON). Therefore, it is possible to increase the transmittance by the second layer 222b and to improve the adhesive force between the first layer 222a and the reflective layer 242.
  • the ratio of nitrogen included in the second layer 222b may be 0.33 to 1.5 times the ratio of oxygen.
  • the ratio of nitrogen in the second layer 122b is less than 0.33 times the ratio of oxygen, more oxide is formed between the second electrode 122-1 and the reflective layer 142, which is not preferable.
  • the ratio of nitrogen in the second layer 122b is greater than 1.5 times the ratio of oxygen, the ratio of oxygen may be relatively small, thereby weakening the bonding force between the elements constituting the second layer.
  • the thickness of the first layer 222a may be 1 to 10 nm. If the thickness of the first layer 222a is greater than 10 nm, the transmittance is lowered and light loss occurs, which is not preferable. In addition, when the thickness of the first layer 222a is smaller than 1 nm, cracks may easily occur due to external impact, and the resistance may increase to decrease current injection efficiency, which is not preferable.
  • the thickness of the second layer 222b may be 1 to 10 nm. If the thickness of the second layer 222b is larger than 10 nm, the transmittance is lowered and light loss occurs, which is not preferable. In addition, when the thickness of the second layer 222b is smaller than 1 nm, the adhesion between the first layer 222a and the reflective layer 242 is lowered and the antioxidant effect is reduced, which is not preferable.
  • the second layer 222b may have a thickness of 0.1 to 10 times that of the first layer 222a.
  • the thickness of the second layer 222b is less than 0.1 times the thickness of the first layer 222a, the adhesion between the first layer 222a and the reflective layer 242 is lowered and the antioxidant effect is reduced, which is undesirable. not.
  • the thickness of the second layer 222b is greater than 10 times the thickness of the first layer 222a, the transmittance is lowered and light loss occurs, which is not preferable.
  • FIG. 7A is a first modification of FIG. 6, and FIG. 7B is a second modification of FIG. 6.
  • an intermediate portion 242a may be further included between the second layer 222b and the reflective layer 242.
  • the intermediate part 242a may be disposed in a layer form in the entire region between the second layer 222b and the reflective layer 242.
  • the intermediate part 242a may improve the adhesion between the second layer 222b and the reflective layer 242.
  • the formation of the oxide between the second layer 222b and the reflective layer 242 may be minimized by the formation of the intermediate portion 242a.
  • the intermediate part 242a may be formed by reacting materials formed at the interface between the second layer 222b and the reflective layer 242.
  • the intermediate part 242a may include a nitride of the first metal included in the reflective layer 242.
  • the intermediate part 242a may include an oxide of the first metal included in the reflective layer 242.
  • Such nitrides and oxides may be constructed similarly to FIG. 3B described above.
  • the intermediate portion 242a may include a nitrogen compound (eg, AlN) formed by the first metal (eg, Al) included in the reflective layer 242 and nitrogen of the second layer 222b. Can be.
  • the intermediate part 242a may include an oxygen compound (eg, AlxOy) formed by the oxygen of the first metal (eg, Al) and the second layer 222b included in the reflective layer 242. have.
  • the intermediate portion 242a may include a compound other than the nitride of the first metal and the oxide of the first metal.
  • the ratio of nitride to oxide can be made greater than 2.3: 1.
  • the ratio of oxide may be relatively large, so that the second layer 122b and the reflective layer 142 may be peeled off, or the resistance may be increased to decrease current injection efficiency.
  • an intermediate portion 242b may be further included between the second layer 222b and the reflective layer 242.
  • the intermediate portion 242b may be disposed in a partial region between the second layer 222b and the reflective layer 242.
  • the intermediate portion 242b may be disposed in the form of a cluster between the second layer 222b and the reflective layer 242.
  • the middle portion 242b may be configured in the same manner as the middle portion 242a of FIG. 7A except for the shape thereof.
  • FIG. 8 is a third modified example of FIG. 6.
  • a second electrode 222-2 may be disposed between the second conductivity type semiconductor layer 212 and the reflective layer 242.
  • the second electrode 222-2 may include metal oxynitride.
  • the second electrode 222-2 may be formed of a transparent conductive oxide film and a compound (eg, ITON) of nitrogen.
  • an intermediate portion 242a illustrated in FIG. 7A or an intermediate portion 242b illustrated in FIG. 7B may be disposed between the second electrode 222-2 and the reflective layer 242.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to a third exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is an enlarged view of portion C of FIG. 9.
  • a semiconductor device 300 may include a light emitting structure 110, a first electrode 321, a second electrode 322-1, and a reflective layer 342. Can be.
  • the light emitting structure 110 may have the same configuration as the light emitting structure 110 described with reference to FIG. 1.
  • the light emitting structure 110 may include at least one groove (H).
  • the first electrode 321 is electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer 111.
  • the first electrode 321 may be disposed to pass through a portion of the light emitting structure 110.
  • the first electrode 321 may be disposed up to a portion of the first conductivity type semiconductor layer 111.
  • the third electrode 321 may be disposed in the groove (H).
  • the first electrode 321 is electrically insulated from the second conductive semiconductor layer 112 and the active layer 113 by the insulating layer 330.
  • the first electrode 321 may be an ohmic electrode.
  • the first electrode 321 may be indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IZAO), indium gallium zinc oxide (IGZO), or indium gallium tin (IGTO).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • IZTO indium zinc tin oxide
  • IZAO indium aluminum zinc oxide
  • IGZO indium gallium zinc oxide
  • IGTO indium gallium tin
  • the second electrode 322-1 is electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer 112.
  • the second electrode 322-1 may be disposed on the second conductive semiconductor layer 112.
  • the second electrode 322-1 may be an ohmic electrode.
  • the second electrode 322-1 may be formed to include a transparent conductive oxide (TCO) having relatively low ultraviolet light absorption.
  • Transparent conductive oxide films include ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), AZO (Aluminum Zinc Oxide), AGZO (Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO (Indium Zinc Tin Oxide), IAZO (Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO (Indium Gallium Tin Oxide), ATO (Antimony Tin Oxide), GZO (Gallium Zinc Oxide), IZON (IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx and NiO.
  • the insulating layer 330 may be formed on the light emitting structure 110.
  • the insulating layer 330 may be disposed on sidewalls of the groove H formed in the light emitting structure 110.
  • the insulating layer 330 may expose a portion of the reflective layer 342.
  • the insulating layer 330 may serve as a reflective layer.
  • the insulating layer 330 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 insulating layer 330 may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the insulating layer 330 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 insulating layer 330 may include various reflective structures.
  • the reflective layer 342 is electrically connected to the second electrode 322-1. A portion of the reflective layer 342 may be exposed by the insulating layer 330.
  • the reflective layer 342 may be made of a material having excellent reflectance.
  • the reflective layer 342 may include a first metal, for example, aluminum. When the reflective layer 342 includes aluminum, light emitted from the active layer 113 may be reflected upward.
  • the first external electrode 351 is electrically connected to the first electrode 321.
  • the first external electrode 351 may extend from the groove H of the light emitting structure 100 to the outside of the insulating layer 330.
  • the first external electrode 351 is electrically insulated from the second conductive semiconductor layer 112 and the active layer 113 by the insulating layer 330.
  • the second external electrode 352 is electrically connected to the reflective layer 342.
  • the second external electrode 352 may be disposed in at least a portion of the reflective layer 342.
  • the second external electrode 352 may be disposed in a portion of the reflective layer 342 exposed by the insulating layer 330.
  • the optical layer 361 may be disposed on the light emitting structure 110.
  • the optical layer 361 is disposed to cover the first electrode 321.
  • the optical layer 361 may bond the light emitting structure 110 to the light transmissive substrate 362.
  • the optical layer 361 may be a resin such as polycarbonates (PC), polymethyl-methacrylate (PMMA), or may be an optical clear adhesive (OCA).
  • PC polycarbonates
  • PMMA polymethyl-methacrylate
  • OCA optical clear adhesive
  • the optical layer 361 is not limited to this material.
  • the light transmissive substrate 362 may be an insulating substrate.
  • the transparent substrate 362 may be formed of a material selected from sapphire (Al 2 O 3), SiC, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, and Ge.
  • the translucent substrate 362 is not limited to this material.
  • a plurality of uneven parts may be formed in the translucent substrate 362. The uneven portion can improve the light extraction efficiency.
  • the second electrode 322-1 may include a first layer 322a and a second layer 322b.
  • the second layer 322b may be disposed between the first layer 322a and the reflective layer 342.
  • the second layer 322b may be a layer formed separately on the first layer 322a.
  • the second layer 322b may be a layer formed by deforming a portion of the first layer 322a by doping or the like.
  • the first layer 322a may include a metal oxide.
  • the first layer 322a may be formed of the above-mentioned transparent conductive oxide film (eg, ITO).
  • the second layer 322b may comprise metal oxynitride.
  • the second layer 322b may be formed of a transparent conductive oxide film constituting the first layer 322a and a compound of nitrogen (eg, ITON). Accordingly, it is possible to increase the transmittance by the second layer 322b and to improve the adhesion between the first layer 322a and the reflective layer 342.
  • the ratio of nitrogen included in the second layer 322b may be 0.33 to 1.5 times the ratio of oxygen.
  • the nitrogen of the second layer 322b is configured at a ratio smaller than 0.33 times oxygen, more oxide is formed between the second electrode 322-1 and the reflective layer 342, which is not preferable.
  • the nitrogen of the second layer 322b is composed of a ratio larger than 1.5 times of oxygen, the ratio of oxygen may be relatively small to weaken the bonding force between the elements constituting the second layer.
  • the thickness of the first layer 322a may be 1 to 10 nm. If the thickness of the first layer 322a is larger than 10 nm, the transmittance is lowered and light loss occurs, which is not preferable. In addition, when the thickness of the first layer 322a is smaller than 1 nm, cracks may easily occur due to external impact, and the resistance may increase to decrease current injection efficiency, which is not preferable.
  • the thickness of the second layer 322b may be 1 to 10 nm. If the thickness of the second layer 322b is greater than 10 nm, the transmittance is lowered and light loss occurs, which is not preferable. In addition, when the thickness of the second layer 322b is smaller than 1 nm, the adhesion between the first layer 322a and the reflective layer 342 is lowered and the antioxidant effect is reduced, which is not preferable.
  • the second layer 322b may have a thickness of 0.1 to 10 times that of the first layer 322a.
  • the thickness of the second layer 322b is less than 0.1 times the thickness of the first layer 322a, the adhesion between the first layer 322a and the reflective layer 342 is lowered and the antioxidant effect is reduced, which is undesirable. not.
  • the thickness of the second layer 322b is greater than 10 times the thickness of the first layer 322a, the transmittance is lowered and light loss occurs, which is not preferable.
  • FIG. 11A is a first modification of FIG. 10, and FIG. 11B is a second modification of FIG. 10.
  • an intermediate portion 342a may be further included between the second layer 322b and the reflective layer 342.
  • the intermediate portion 342a may be disposed in a layer form in the entire region between the second layer 322b and the reflective layer 342.
  • the intermediate part 342a may improve the adhesion between the second layer 322b and the reflective layer 342.
  • the formation of the oxide between the second layer 322b and the reflective layer 342 may be minimized by the formation of the intermediate portion 342a.
  • the intermediate part 342a may be formed by reacting materials formed at the interface between the second layer 322b and the reflective layer 342.
  • the intermediate part 342a may include a nitride of the first metal included in the reflective layer 342.
  • the intermediate part 342a may include an oxide of the first metal included in the reflective layer 342.
  • Such nitrides and oxides may be constructed similarly to FIG. 3B described above.
  • the intermediate portion 342a may include a nitrogen compound (eg, AlN) formed by the first metal (eg, Al) included in the reflective layer 342 and nitrogen of the second layer 322b. Can be.
  • the intermediate part 342a may include an oxygen compound (eg, AlxOy) formed by the oxygen of the first metal (eg, Al) and the second layer 322b included in the reflective layer 342. have.
  • the intermediate portion 342a may also include other compounds than the nitride of the first metal and the oxide of the first metal.
  • the ratio of nitride to oxide can be made greater than 2.3: 1.
  • the ratio of oxide may be relatively large, so that the second layer 322b and the reflective layer 342 may be peeled off, or the resistance may increase to decrease current injection efficiency.
  • an intermediate portion 342b may be further included between the second layer 322b and the reflective layer 342.
  • the intermediate portion 342b may be disposed in a partial region between the second layer 322b and the reflective layer 342.
  • the intermediate portion 342b may be disposed in the form of a cluster between the second layer 322b and the reflective layer 342.
  • the middle portion 342b may be configured in the same manner as the middle portion 342a of FIG. 11A except for the shape thereof.
  • FIG. 12 is a third modified example of FIG. 10.
  • a second electrode 322-2 may be disposed between the second conductive semiconductor layer 312 and the reflective layer 342.
  • the second electrode 322-2 may include metal oxynitride.
  • the second electrode 322-2 may be formed of a transparent conductive oxide film and a compound (eg, ITON) of nitrogen.
  • an intermediate portion 342a illustrated in FIG. 11A or an intermediate portion 342b illustrated in FIG. 11B may be disposed between the second electrode 322-2 and the reflective layer 342.
  • FIG. 13 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 treatment or medical use or for sterilization of an air cleaner or water purifier.
  • the semiconductor device package is disposed on the body 2 having the groove 3, the semiconductor device 1 disposed on the body 2, and the 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 semiconductor device 1 may include all of the above configurations.
  • 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, 2d, and 2e.
  • the plurality of layers 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e 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.
  • 14 to 20B are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
  • a method of manufacturing a semiconductor device 100 may include a first conductive semiconductor layer 111, a second conductive semiconductor layer 112, and an active layer 113.
  • the method may include forming the light emitting structure 110, forming the electrode 122, and forming the reflective layer 142.
  • a step of forming the light emitting structure 110 including the first conductive semiconductor layer 111, the second conductive semiconductor layer 112, and the active layer 113 may be performed.
  • the light emitting structure 110 may be formed by sequentially growing the first conductive semiconductor layer 111, the active layer 113, and the second conductive semiconductor layer 112 on one surface of a substrate (not shown).
  • the substrate may be formed of a material selected from sapphire (Al 2 O 3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, and Ge, but is not limited thereto.
  • a buffer layer (not shown) may be further provided between the substrate and the light emitting structure 110.
  • the buffer layer may mitigate lattice mismatch between the light emitting structure 110 and the substrate provided on the substrate.
  • the buffer layer may have a form in which Group III and Group V elements are combined or include any one of GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, and AlInN.
  • the dopant may be doped in the buffer layer, but is not limited thereto.
  • the first conductive semiconductor layer 111 may be formed of a compound semiconductor such as a group III-V group or a group II-VI, and may be doped with a first dopant.
  • the first conductivity type semiconductor layer 111 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 111 doped with the first dopant may be an n-type semiconductor layer.
  • the active layer 113 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. ) Is not limited thereto.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 112 may be implemented with compound semiconductors such as group III-V and group II-VI, and the second dopant may be doped.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 112 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 112 doped with the second dopant may be a p-type semiconductor layer.
  • the light emitting structure 110 may include physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma laser deposition (PLD), thermal evaporation, thermal sputtering, e-beam (electron beam) deposition, and MOCVD (MOCVD). It may be formed using a method such as metal organic chemical vapor deposition (PECVD), plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), molecular beam epitaxy (MBE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE), etc., but the present invention is not limited thereto. .
  • an electrode 122 may be formed on one surface of the light emitting structure 110.
  • the electrode 122 may be in ohmic contact with the second conductivity-type semiconductor layer 112.
  • the electrode 122 may be formed using a method such as PVD, CVD, PLD, thermal evaporation, sputtering, E-beam deposition, MOCVD, PECVD, MBE, HVPE, but the present invention is not limited thereto.
  • FIGS. 16A and 16B illustrate the method of forming the electrode according to the first embodiment of the present invention.
  • 17A and 17B are enlarged views of a portion D of FIG. 15 for explaining an electrode forming method according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 18 is a third embodiment of the present invention. It is an enlarged view of the part D of FIG. 15 for demonstrating the electrode formation method which concerns on this.
  • a method of forming the electrode 122-1 according to the first embodiment will now be described with reference to FIGS. 16A and 16B.
  • a first layer 122a may be formed on the second conductive semiconductor layer 112.
  • the first layer 122a may include a metal oxide.
  • the first layer 122a may be formed to include a transparent conductive oxide (TCO).
  • Transparent conductive oxide films include ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), AZO (Aluminum Zinc Oxide), AGZO (Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO (Indium Zinc Tin Oxide), IAZO (Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO (Indium Gallium Tin Oxide), ATO (Antimony Tin Oxide), GZO (Gallium Zinc Oxide), IZON (IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx and NiO.
  • a second layer 122b may be deposited on the first layer 122a.
  • the second layer 122b may include metal oxynitride.
  • the second layer 122b may be formed of a compound of a transparent conductive oxide film and nitrogen (eg, ITON).
  • a transparent conductive oxide film eg, a compound of In 2 O 3 and SnO 2 in the case of ITO
  • the deposition gas may include nitrogen (N 2).
  • argon (Ar) may be further included as the deposition gas.
  • the ratio of nitrogen in the deposition gas and nitrogen in the argon may be 40 to 100%. If the ratio of nitrogen is less than 40%, sufficient compound may not be generated between the transparent conductive oxide film and nitrogen, and thus the adhesion between the electrode layer 122 and the reflective layer 142 may be reduced.
  • the ratio of nitrogen included in the second layer 122b may be 0.33 to 1.5 times the ratio of oxygen.
  • the ratio of nitrogen in the second layer 122b is less than 0.33 times the ratio of oxygen, more oxide is formed between the second electrode 122-1 and the reflective layer 142, which is not preferable.
  • the ratio of nitrogen in the second layer 122b is greater than 1.5 times the ratio of oxygen, the ratio of oxygen may be relatively small, thereby weakening the bonding force between the elements constituting the second layer.
  • the thickness of the first layer 122a may be 1 to 10 nm. If the thickness of the first layer 122a is greater than 10 nm, the transmittance is lowered and light loss occurs, which is not preferable. In addition, when the thickness of the first layer 122a is smaller than 1 nm, cracks may easily occur due to external impact, and resistance may be increased, thereby lowering current injection efficiency, which is not preferable.
  • the thickness of the second layer 122b may be 1 to 10 nm. If the thickness of the second layer 122b is larger than 10 nm, the transmittance is lowered and light loss occurs, which is not preferable. In addition, when the thickness of the second layer 122b is smaller than 1 nm, the adhesion between the first layer 122a and the reflective layer 142 is lowered and the antioxidant effect is reduced, which is not preferable.
  • the second layer 122b may have a thickness of 0.1 to 10 times the first layer 122a.
  • the thickness of the second layer 122b is less than 0.1 times the thickness of the first layer 122a, the adhesion between the first layer 122a and the reflective layer 142 is lowered and the antioxidant effect is reduced, which is undesirable. not.
  • the thickness of the second layer 122b is greater than 10 times the thickness of the first layer 122a, the transmittance is lowered and light loss occurs, which is not preferable.
  • the electrode layer 122-1 is formed by sequentially depositing the first layer 122a and the second layer 122b on the second conductivity-type semiconductor layer 112. This can be formed.
  • a method of forming the electrode 122-1 according to the second embodiment will now be described with reference to FIGS. 17A and 17B.
  • a first layer 122a may be formed on the second conductive semiconductor layer 112.
  • the material of the first layer 122a is the same as that disclosed in the method of forming the electrode according to the first embodiment.
  • the first layer 122a may be surface treated to form the second layer 122b. That is, one surface of the first layer 122a is doped with nitrogen to form a second layer 122b made of a transparent conductive oxide film and a compound of nitrogen.
  • the material of the second layer 122b is the same as that disclosed in the method of forming the electrode according to the first embodiment.
  • Each of the thicknesses of the first layer 122a and the second layer 122b may be 1 to 10 nm as described above.
  • the second layer 122b may have a thickness of 0.1 to 10 times that of the first layer 122a.
  • the second layer 122b may be formed by surface treatment of one surface of the first layer 122a through a nitrogen doping or ion implant process.
  • a method of forming the electrode 122-2 according to the third embodiment will now be described with reference to FIG. 18.
  • a second electrode 122-2 is deposited on the second conductive semiconductor layer 112.
  • the second electrode 122-2 may include oxynitride of a metal.
  • the second electrode 122-2 is made of a compound of a transparent conductive oxide film and nitrogen.
  • the material and the deposition method of the second electrode 122-2 may be the same as the method of forming the second layer 122b of the first embodiment.
  • a reflective layer 142 is formed on the second electrode 122.
  • the reflective layer 142 may be made of a material having excellent reflectance.
  • the reflective layer 142 may include a first metal.
  • the reflective layer 142 may include aluminum.
  • the reflective layer 142 may be formed using a method such as PVD, CVD, PLD, thermal deposition, sputtering, E-beam deposition, MOCVD, PECVD, MBE, HVPE, but the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 20A is an enlarged view of portion E of FIG. 19 according to the first modification
  • FIG. 20B is an enlarged view of portion E of FIG. 19 according to the second modification.
  • a compound may be formed at an interface between the reflective layer 142 and the second electrode 122. That is, intermediate portions 142a and 142b may be formed between the reflective layer 142 and the second electrode 122.
  • the intermediate parts 142a and 142b are compounds formed by reacting a material included in the reflective layer with a material included in the second electrode.
  • the intermediate part 142a according to the first modification may be disposed in the form of a layer in the entire region between the second electrode layer 122b and the reflective layer 142.
  • the intermediate part 142b according to the second modified example may be disposed in a cluster form in a partial region between the second electrode layer 122b and the reflective layer 142.
  • the intermediate portion may be provided in a form in which the first and second modifications are combined.
  • the intermediate part 142a may include a nitride formed by the nitrogen of the first metal and the second electrode 122 included in the reflective layer 142.
  • the intermediate part 142a may include oxygen oxide of the first metal and the second electrode 122 included in the reflective layer 142.
  • the proportion of nitride in the intermediate portions 142a and 142b is larger than that of oxide.
  • nitrogen in the second layer 122b is highly diffusible to the reflective layer 142.
  • the ratio of nitride to oxide may be made greater than 2.3: 1.
  • the ratio of oxide may be relatively large, so that the second layer 122b and the reflective layer 142 may be peeled off, or the resistance may be increased to decrease current injection efficiency.
  • the second electrode 122-1 / reflective layer 142 was configured to measure reflectance for each wavelength.
  • the second electrode 122-1 has a structure of the first layer 122a / second layer 122b.
  • Comparative Examples 1, 2, 3, and 1 were formed by different materials of the first layer 122a, the second layer 122b, and the reflective layer 142.
  • the same material was used for all other configurations besides the second layer 122b.
  • ITO indium tin oxide
  • Al aluminum
  • Reflectivity measurement equipment was used AMAT or PRI.
  • FIGS. 21A and 21B are graphs illustrating reflectances of respective wavelengths of Comparative Examples 1, 2, 3, and Example 1;
  • L1 represents Comparative Example 1
  • L2 represents Comparative Example 2
  • L3 represents Comparative Example 3
  • L4 represents Example 1.
  • FIG. 21A it is a graph with reflectance for each wavelength before alloy (before heat processing) of a 1st layer / 2nd layer / a reflection layer.
  • FIG. 21B it is a wavelength-specific reflectance graph after the alloy (after heat processing) of a 1st layer / 2nd layer / a reflection layer.
  • Tables 1 and 2 disclose reflectances at 280 nm wavelengths in FIGS. 21A and 21B, respectively.
  • Comparative Example 1 the reflective layer is disposed directly on the first layer without the second layer, and has the most excellent reflectance. Referring to FIG. 21A and Table 1, it can be seen that Comparative Example 1 has the highest reflectance for each wavelength. However, when the first layer ITO and the reflective layer Al are directly bonded to each other, the electrode and the reflective layer are peeled off by the oxide (AlxOy) formed between the two, and the electrical characteristics are degraded. Therefore, Comparative Example 1 is not preferable.
  • Comparative Example 2 and Comparative Example 3 the reflectance was measured using only the equipment under the same conditions. That is, reflectance was measured by applying chromium (Cr) to the second layer. 21A and 21B, it can be seen that Comparative Example 1 has a higher reflectance than Comparative Example 2. In particular, referring to Table 1 and Table 2, Comparative Example 2 showed excellent reflectance both before and after the heat treatment. That is, the AMAT used in Comparative Example 2 can be seen that the reflectance is measured higher than the PRI.
  • Cr chromium
  • Example 1 As a second layer, ITON was applied. 21A, 21B and Tables 1 and 2, it can be seen that Example 1 exhibits significantly higher reflectance than Comparative Examples 1 and 2 in which chromium is used. In addition, referring to Table 1, only 3.4% of the difference is shown in comparison with Comparative Example 1 that does not use the intermediate layer. In addition, since it is expected that a higher reflectance can be obtained when measured by AMAT, a semiconductor device having a high reflectance equivalent to that of Comparative Example 1 can be manufactured.
  • FIG. 22 is a graph of XPS analysis of the second layer when N 2: Ar is set at a ratio of 3: 2 as the deposition gas.
  • FIG. 22 As an analytical sample, a sample having a structure of ITON / Sapphire was used. At this time, the thickness of ITON was comprised in 8 nm.
  • the surface of the ITON may be coated with Ti to prevent concentration of charge during the analysis.
  • the left side is Ti-coated portion and the right side is ITON-deposited portion based on the center line L0.
  • L1 represents the ratio of nitrogen
  • L2 represents the ratio of oxygen.
  • FIG. 23 is a graph of XPS analysis of the second layer when the deposition gas is composed of N2 (100%) (L1) and N2 (60%) + Ar (40%).
  • a sample having the same structure of ITON / Sapphire as in FIG. 22 was used.
  • Ti may be coated on the analytical sample. As shown in FIG. 22, the right side shows a portion where ITON is formed based on 1.5 of the X axis.
  • the deposition gas when the deposition gas is made of only nitrogen, it can be seen that the atomic ratio of nitrogen is higher. That is, it can be confirmed that as the ratio of nitrogen in the deposition gas is increased, the ratio of nitrogen in the second layer is increased. Therefore, by increasing the ratio of nitrogen used as the deposition gas, the ratio of nitride (between the reflective layer and the second layer ITON) can be increased. Accordingly, the adhesion between the electrode ITO and the reflective layer Al can be improved. Can be improved.
  • 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.
  • the light emitting element includes 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 electro-luminescence phenomenon is used in which light is emitted when a current flows, but the direction of emitted light is used.
  • 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

실시예는, 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층, 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 제 2 도전형 반도체층의 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제 1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극; 상기 제 2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극; 상기 제 2 전극 상에 배치되고 제 1 금속을 포함하는 반사층; 및 상기 제 2 전극과 반사층 사이에 상기 제 1 금속의 질화물을 포함하는 반도체 소자를 개시한다.

Description

반도체 소자 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지
실시예는 반도체 소자 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지에 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.
최근 자외선 발광소자에 대한 연구가 활발하나, 아직까지 자외선 발광소자는 수직형으로 구현하기 어려운 문제가 있으며, 광 추출 효율이 상대적으로 떨어지는 문제가 있다.
실시예는 광 추출 효율이 향상된 반도체 소자를 제공한다.
실시예는 전극과 반사층 사이의 접착력 개선으로 신뢰성과 광추출 효율이 향상된 반도체 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자는, 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층, 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 제 2 도전형 반도체층의 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제 1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극; 상기 제 2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극; 상기 제 2 전극 상에 배치되고 제 1 금속을 포함하는 반사층; 및 상기 제 2 전극과 반사층 사이에 상기 제 1 금속의 질화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자는, 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층, 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 제 2 도전형 반도체층의 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제 1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극; 상기 제 2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극; 및 상기 제 2 전극 상에 배치되고 제 1 금속을 포함하는 반사층을 포함하고, 상기 제 2 전극은, 제 1 층, 및 상기 제 1 층과 반사층 사이의 제 2 층을 포함하고, 상기 제 1 층은 금속 산화물을 포함하고, 상기 제 2 층은 금속 산질화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 패키지는, 몸체; 및 상기 몸체에 배치되는 반도체 소자를 포함하고, 상기 반도체 소자는, 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층, 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 제 2 도전형 반도체층의 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제 1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극; 상기 제 2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극; 상기 제 2 전극 상에 배치되는 반사층; 및 상기 제 2 전극과 반사층 사이에 상기 제 1 금속의 질화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은, 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층, 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 제 2 도전형 반도체층의 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물을 형성하는 단계; 상기 제 2 도전형 반도체층 상에 전극을 증착하는 단계; 및 상기 전극 상에 제 1 금속을 포함하는 반사층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 전극과 반사층 사이에 상기 제 1 금속의 질화물이 포함될 수 있다.
실시예에 따르면, 광 추출 효율이 우수한 반도체 소자를 제작할 수 있다.
또한, 전극과 반사층 사이의 접착력 개선으로 신뢰성과 광 추출 효율이 향상된 반도체 소자를 제작할 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 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 개념도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3a는 도 2의 제 1 변형예이다.
도 3b는 도 3a의 제 2 층과 반사층 사이의 계면의 일부를 예시한 평면도이다.
도 3c 및 도 4는 도 2의 제 2 변형예 및 제 3 변형예이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 개념도이다.
도 6은 도 5의 B 부분의 확대도이다.
도 7a, 도 7b 및 도 8은 각각 도 6의 제 1 변형예, 제 2 변형예 및 제 3 변형예이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 소자의 개념도이다.
도 10은 도 9의 C 부분의 확대도이다.
도 11a, 도 11b 및 도 12는 각각 도 10의 제 1 변형예, 제 2 변형예 및 제 3 변형예이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 패키지의 개념도이다.
도 14 내지 도 20b는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 21a 및 도 21b는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 중 제 2 전극의 제 2 층의 재질에 따른 파장별 반사율을 측정한 그래프이다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 중 제 2 전극의 제 2 층을 XPS 분석한 그래프이다.
본 실시예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
특정 실시예에서 설명된 사항이 다른 실시예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 특정 실시예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예의 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.
반도체 소자는 발광소자, 수광 소자 등 각종 전자 소자를 포함할 수 있으며, 발광소자와 수광소자는 모두 제 1 도전형 반도체층과 활성층 및 제 2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 반도체 소자는 발광소자일 수 있다.
발광소자는 전자와 정공이 재결합함으로써 빛을 방출하게 되고, 이 빛의 파장은 물질 고유의 에너지 밴드갭에 의해서 결정된다. 따라서, 방출되는 빛은 상기 물질의 조성에 따라 다를 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 개념도이고, 도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자는 자외선 파장대의 광을 출력할 수 있다. 예시적으로 반도체 소자는 근자외선 파장대의 광(UV-A)을 출력할 수 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)을 출력할 수도 있고, 심자외선 파장대의 광(UV-C)을 출력할 수도 있다. 파장범위는 반도체 소자의 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 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자(100)는 발광 구조물(110), 제 2 전극(122-1) 및 반사층(142)을 포함할 수 있다.
발광 구조물(110)은 제 1 도전형 반도체층(111), 제 2 도전형 반도체층(112), 및 제 1 도전형 반도체층(111)과 제 2 도전형 반도체층(112)의 사이에 배치되는 활성층(113)을 포함할 수 있다.
제 1 도전형 반도체층(111)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 1 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 1 도전형 반도체층(111)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, 제 1 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제 1 도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제 1 도펀트가 도핑된 제 1 도전형 반도체층(111)은 n형 반도체층일 수 있다.
제 2 도전형 반도체층(112)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 2 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 2 도전형 반도체층(112)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. 제 2 도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제 2 도펀트가 도핑된 제 2 도전형 반도체층(112)은 p형 반도체층일 수 있다.
활성층(113)은 제 1 도전형 반도체층(111)과 제 2 도전형 반도체층(112) 사이에 배치될 수 있다. 활성층(113)은 제 1 도전형 반도체층(111)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제 2 도전형 반도체층(112)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층일 수 있다. 활성층(113)은 전자가 정공과 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 자외선 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.
활성층(113)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(113)의 구조는 이에 한정하지 않는다.
제 2 전극(122-1)은 제 2 도전형 반도체층(112)과 오믹 접촉할 수 있다. 제 2 전극(112)은 상대적으로 자외선 광 흡수가 적은 투명 전도성 산화막(Tranparent Conductive Oxide; TCO)을 포함하여 형성될 수 있다. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx 및 NiO 등에서 선택될 수 있다.
반사층(142)은 제 2 전극(122-1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 반사층(142)은 반사율이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 반사층(142)은 제 1 금속, 예를 들면 알루미늄을 포함할 수 있다. 반사층(142)은 활성층(113)에서 출사되는 광을 반사할 수 있다. 또한, 반사층(142)은 제 2 도전형 반도체층(112)에 전류를 주입할 수 있다.
실시예에 따르면, 제 2 전극(122-1)은 자외선 광의 파장이 갖는 에너지보다 큰 밴드갭을 갖는 반도체층(예:P-AlGaN)에 직접 접촉할 수 있다. 기존에는 오믹을 위해 밴드갭이 작은 반도체층(예:GaN층)에 제 2 전극(122-1)을 배치하여 자외선 광이 대부분 GaN층 흡수되는 문제가 있다. 그러나, 실시예의 제 2 전극(122-1)은 큰 밴드갭을 갖는 반도체층(예:P-AlGaN)에 직접 오믹 접촉하므로 대부분의 광은 제 2 도전형 반도체층(112-1)을 투과할 수 있다.
예시적으로 제 2 전극(122-1)과 접촉하는 제 2 도전형 반도체층(112)의 표면층은 Al의 조성이 1% 내지 10%일 수 있다. 표면층의 Al 조성이 1%보다 작은 경우 과도하게 광을 흡수하는 문제가 있으며, Al 조성이 10%보다 큰 경우 오믹 특성이 저하될 수 있다.
제 2 전극은 자외선 광을 흡수할 수 있다. 따라서, 제 2 전극에 의한 오믹 접촉은 유지하면서 광 추출 효율을 개선할 필요가 있다. 오믹 특성은 유지하면서 광 추출 효율을 개선하기 위해 제 2 전극(122-1)의 투광성을 높이고, 제 2 전극(122-1)의 하부에 반사 특성을 갖는 도전층(반사층)을 배치함으로써 광추출 효율을 개선할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제 2 전극(122-1)은 제 1 층(122a)과 제 2 층(122b)을 포함할 수 있다. 제 2 층(122b)은 제 1 층(122a)과 반사층(142) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 층(122b)은 제 1 층(122a) 상에 별도로 형성된 층일 수 있다. 또는, 제 2 층(122b)은 제 1 층(122a)의 일부 영역이 도핑 등에 의해 변형되어 형성된 층일 수도 있다.
제 1 층(122a)은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 층(122a)은 상술한 투명 전도성 산화막(예를 들면, ITO)으로 이루어질 수 있다. 제 2 층(122b)은 금속 산질화물을 포함할 수 있다.
예를 들면, 제 2 층(122b)은 제 1 층(122a)을 구성하는 투명 전도성 산화막과 질소의 화합물(예를 들면, ITON)로 이루어질 수 있다. 따라서, 제 2 층(122b)에 의하여 투과율을 높이는 동시에 제 1 층(122a)과 반사층(142) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다.
제 2 전극(122-1)과 반사층(142) 사이에는 공정 시 발생할 수 있는 고온과 고압에 의하여 산화물(산화막)이 부분적으로 또는 적어도 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다. 산화물에 의해 제 2 전극(122-1)과 반사층(142) 사이에서 저항이 증가하여 전류 주입이 원활하지 않아, 반도체 소자의 전기적 특성이 저하될 수 있다. 또한, 산화물에 의해 제 2 전극(122-1)과 반사층(142)의 박리가 일어날 수 있다.
실시예에서는 반사층(142)과 제 1 층(122a) 사이에 금속 산질화물을 포함하는 제 2 층(122b)이 배치될 수 있다. 이 때, 제 2 층(122b) 내에서 산소의 결합력이 질소의 결합력보다 클 수 있다. 이는 제 2 층(122b)이 산소를 포함하는 투명 전도성 산화막(예를 들어, ITO의 경우, 산화인듐(In2O3)과 산화주석(SnO2)의 화합물로 이루어짐)과 질소의 화합물이기 때문일 수 있다. 즉, 투명 전도성 산화막 자체가, 투명 전도성 산화막과 질소의 화합물보다 안정된 결합구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 제 2 층(122b) 내의 질소와 산소 중, 질소가 반사층(142)으로 더 많이 확산되어 상기 반사층(142)과 상기 제2 층(112b) 사이에서 부분적으로 또는 적어도 하나 이상의 층으로 화합물을 형성할 수 있다. 따라서, 제 1 층(122a)과 반사층(142) 사이의 중간부(142a, 도 3a)는 산화물보다 질화물을 더 많이 포함할 수 있다.
이처럼, 제 2 층(122b)에 의하여 제 1 층(122a)과 반사층(142)의 접착력이 향상되고, 제 2 층(122b)과 반사층(142) 사이의 계면에서 산화물의 발생이 최소화될 수 있다.
제 2 층(122b)에 포함된 질소의 비율은 산소의 비율의 0.33 내지 1.5배로 이루어질 수 있다. 제 2 층(122b)의 질소의 비율이 산소의 비율의 0.33배보다 적을 경우, 제 2 전극(122-1)과 반사층(142) 사이에 산화물이 더 많이 형성되어 바람직하지 않을 수 있다. 제 2 층(122b)의 질소의 비율이 산소의 비율의 1.5배보다 클 경우, 산소의 비율이 상대적으로 작아져 제 2 층을 구성하는 원소들 사이의 결합력이 약해질 수 있다. 질소와 산소의 비율은 SIMS, EDX, XPS, TEM 데이터 등을 분석하여 산출할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 층(layer) 내의 구성 원소의 함량을 절대적 또는 상대적으로 측정할 수 있는 다양한 분석 방법이 적용될 수 있다.
제 1 층(122a)의 두께는 1 내지 10㎚로 이루어질 수 있다. 만약, 제 1 층(122a)의 두께가 10㎚보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 일어날 수 있다. 또한, 제 1 층(122a)의 두께가 1㎚보다 작을 경우, 외부 충격에 의하여 쉽게 크랙이 발생할 수 있으며, 저항이 증가하여 전류 주입 효율이 낮아질 수 있다.
제 2 층(122b)의 두께는 1 내지 10㎚로 이루어질 수 있다. 만약, 제 2 층(122b)의 두께가 10㎚보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 발생할 수 있다. 또한, 제 2 층(122b)의 두께가 1㎚보다 작을 경우, 제 1 층(122a)과 반사층(142) 사이의 접착력이 낮아지고 산화 방지 효과가 감소될 수 있다.
즉, 제 2 층(122b)은 제 1 층(122a)의 0.1 내지 10배의 두께를 가질 수 있다. 제 2 층(122b)의 두께가 제 1 층(122a)의 두께의 0.1배보다 작을 경우, 제 1 층(122a)과 반사층(142) 사이의 접착력이 낮아지고, 산화 방지 효과가 감소될 수 있다. 제 2 층(122b)의 두께가 제 1 층(122a)의 두께의 10배보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 일어날 수 있다.
도 3a는 도 2의 제 1 변형예이고, 도 3b는 도 3a의 제 2 층과 반사층 사이의 계면의 일부를 예시한 평면도이다.
도 3a를 참조하면, 제 2 층(122b)과 반사층(142)의 사이에는 중간부(142a)가 더 배치될 수 있다. 중간부(142a)는 제 2 층(122b)과 반사층(142)의 계면에서 각각이 이루는 물질들이 반응하여 형성될 수 있다. 중간부(142a)는 제 2 층(122b)과 반사층(142) 사이의 전체 영역에 층(layer) 형태로 배치될 수 있다. 중간부(142a)는 제 2 층(122b)과 반사층(142)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 중간부(142a)의 형성에 의해 제 2 층(122b)과 반사층(142) 사이의 산화물의 형성이 최소화될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 중간부(142a)는 반사층(142)이 포함하는 제 1 금속의 질화물(C1)을 포함할 수 있다. 또한, 중간부(142a)는 반사층(142)이 포함하는 제 1 금속의 산화물(C2)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 중간부(142a)는 반사층(142)이 포함하는 제 1 금속(예를 들면, Al)과 제 2 층(122b)의 질소가 만나서 형성된 질소 화합물(예를 들면, AlN)을 포함할 수 있다. 또한, 중간부(142a)는 반사층(142)이 포함하는 제 1 금속(예를 들면, Al)과 제 2 층(122b)의 산소가 만나서 형성된 산소 화합물(예를 들면, AlxOy)을 포함할 수 있다. 또한, 중간부(142a)는 제 1 금속의 질화물과 제 1 금속의 산화물 외의 다른 화합물을 포함할 수도 있다.
중간부(142a)의 질화물(C1)의 비율은 산화물(C2)의 비율보다 더 클 수 있다. 즉, 제 2 층(122b) 내의 질소와 산소 중, 질소가 반사층(142)으로의 확산성이 크다. 중간부(142a)가 질화물(C1)보다 산화물(C2)을 많이 포함하게 될 경우, 제 2 층(122b)과 반사층(142) 사이의 접착력 및 전기적 특성이 저하되어 바람직하지 않다.
질화물(C1)과 산화물(C2)의 비율은 2.3:1 이상으로 이루어질 수 있다. 질화물(C1)이 산화물(C2)의 2.3배보다 작을 경우, 산화물(C2)의 비율이 상대적으로 커져 제 2 층(122b)과 반사층(142)이 박리되거나, 저항이 증가하여 전류 주입 효율이 낮아질 수 있다.
도 3b는 제 2 층(122b)과 반사층(142) 사이의 계면을 주사전자현미경(TEM: Transmission electron microscope) 등을 이용하여 관찰한 결과일 수 있다. 즉, 제 2 층(122b)과 반사층(142) 사이를 잘라 주사전자현미경으로 관찰했을 때, 특정 단위 면적 당 관찰되는 질화물(C1)과 산화물(C2)의 비율은 2.3:1 이상일 수 있다. 또한, 반도체 소자(100)를 세로 방향(도 1에서 위에서 아래를 향하는 방향)으로 잘랐을 때, 반사층(142) 또는 제 2 층(122b)과 접하는 질화물(C1)과 산화물(C2)의 길이비는 2.3:1 이상일 수 있다.
한편, 도 3b에서는 중간부(142a)의 일부만이 질화물(C1) 및 산화물(C2)로 구성되도록 도시되었으나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다. 즉, 중간부(142a)는 전체가 질화물 또는 산화물로 구성될 수도 있다.
도 3c는 도 2의 제 2 변형예이다.
도 3c를 참조하면, 제 2 층(122b)과 반사층(142)의 사이에는 중간부(142b)가 더 포함될 수 있다. 중간부(142b)는 제 2 층(122b)과 반사층(142) 사이의 일부 영역에 배치될 수 있다. 중간부(142b)는 제 2 층(122b)과 반사층(142) 사이에서 클러스터(cluster) 형태로 배치될 수 있다. 도면에서는 중간부(142b)의 크기가 동일하게 도시되었으나, 이것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 중간부(142b)는 그 형상을 제외하고는 도 3a에 도시된 것과 동일한 구성을 가질 수 있다. 또한, 제 2 층(122b)과 반사층(142) 사이의 계면을 관찰했을 때, 중간부(142b)는 도 3b와 유사한 형상으로 관찰될 수 있다.
도 4는 도 2의 제 3 변형예이다.
도 4를 참조하면, 제 2 도전형 반도체층(112)과 반사층(142)의 사이에는 제 2 전극(122-2)이 배치될 수 있다. 제 2 전극(122-2)은 금속 산질화물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 2 전극(122-2)은 투명 전도성 산화막과 질소의 화합물(예를 들면, ITON)로 이루어질 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제 2 전극(122-2)과 반사층(142)의 사이에는 도 3a에 도시된 중간부(142a) 또는 도 3c에 도시된 중간부(142b)가 배치될 수도 있다. 또한, 제 2 전극(122-2)과 반사층(142) 사이의 계면을 관찰했을 때, 중간부(142a, 142b)는 도 3b와 유사한 형상으로 관찰될 수 있다.
도 5은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 개념도이고, 도 6은 도 5의 B 부분의 확대도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자(200)는 발광 구조물(110), 복수 개의 리세스(R), 제 1 전극(221), 제 2 전극(222-1) 및 반사층(242)을 포함할 수 있다.
발광구조물(110)은 도 1에서 설명한 발광구조물(110)의 구성이 그대로 적용될 수 있다. 발광구조물(110)의 상면에는 요철이 형성될 수 있다. 이러한 요철은 발광구조물(110)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.
복수 개의 리세스(R)는 제 2 도전형 반도체층(112)의 제 1 면에서 활성층(113)을 관통하여 제 1 도전형 반도체층(111)의 일부 영역까지 배치될 수 있다. 리세스(R)의 내부에는 제 1 절연층(231) 및 제 2 절연층(232)이 배치되어 제 1 도전층(241)을 제 2 도전형 반도체층(112) 및 활성층(113)과 전기적으로 절연시킬 수 있다.
제 1 전극(221)은 리세스(R)의 상면에 배치되어 제 1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 전극(221)은 제 1 절연층(231)에 의하여 노출되어 제 1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 전극(221)은 제 1 절연층(231)에 의해 활성층(113) 및 제 2 도전형 반도체층(112)과 전기적으로 절연된다. 제 1 전극(221)은 오믹 전극일 수 있다.
제 1 전극(221)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 한정되지는 않는다.
제 2 전극(222-1)은 제 2 도전형 반도체층(112) 상에 형성될 수 있다. 제 2 전극(222-1)은 제 1 절연층(231)에 의하여 노출되어 제 2 도전형 반도체층(112)과 전기적으로 연결된다. 제 2 전극(222-1)은 오믹 전극일 수 있다.
제 2 전극(222-1)은 상대적으로 자외선 광 흡수가 적은 투명 전도성 산화막(Tranparent Conductive Oxide; TCO)을 포함하여 형성될 수 있다. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx 및 NiO 등에서 선택될 수 있다.
제 1 절연층(231) 및 제 2 절연층(232)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 제 1 절연층(231) 및 제 2 절연층(232)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예시적으로 제 1, 2 절연층(231, 232)은 은 Si 산화물이나 Ti 화합물을 포함하는 다층 구조의 DBR(distributed Bragg reflector)일 수도 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하지 않고 제 1, 2 절연층(231, 232)은 다양한 반사 구조를 포함할 수 있다.
제 1, 2 절연층(231, 232)이 반사기능을 수행하는 경우, 활성층(113)에서 측면을 향해 방출되는 광을 상향 반사시켜 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 자외선 반도체 소자는 청색광을 방출하는 반도체 소자에 비해 리세스(R)의 개수가 많아질수록 광 추출 효율이 더 효과적일 수 있다.
제 1 도전층(241)은 발광구조물(110)의 하부면과 리세스(R)의 형상을 따라 배치될 수 있다. 제 1 도전층(241)은 제 2 절연층(232)에 의해 제 2 도전층(반사층, 242)과 전기적으로 절연된다. 제 1 도전층(241)은 제 2 절연층(232)을 관통하여 제 1 전극(221)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제 1 도전층(241)은 반사율이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로, 제 1 도전층(241)은 알루미늄을 포함할 수 있다. 제 1 도전층(241)이 알루미늄을 포함하는 경우, 활성층(113)에서 방출되는 광을 상부로 반사하는 역할을 하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
제 2 도전층(242, 이하 반사층으로 기재)은 제 2 전극(222-1)을 덮도록 배치될 수 있다. 반사층(242)은 제 1 절연층(231)의 측면과 하면에 접할 수 있다. 반사층(242)이 제 1 절연층(231)의 측면과 하면과 접하는 경우, 제 2 전극(222-1)의 열적, 전기적 신뢰성이 향상될 수 있다. 반사층(242)은 제 1 절연층(231)과의 접착력이 좋은 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 반사층(242)은 반사율이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 반사층(242)은 제 1 금속, 예를 들면 알루미늄을 포함할 수 있다. 반사층(242)이 알루미늄을 포함하는 경우, 활성층(113)에서 방출되는 광을 상부로 반사할 수 있다. 또한, 반사층(242)은 제 1 절연층(231)과 제 2 전극(222-1) 사이로 방출되는 광을 상부로 반사하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 반도체 소자(200)의 일측 모서리 영역에는 제 2 전극 패드(250)가 배치될 수 있다. 제 2 전극패드(250)는 제 1 절연층(231)에 의해 반사층(242) 및 제 2 전극(222-1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제 2 전극 패드(250)와, 반사층(242), 및 제 2 전극(222-1)은 하나의 전기적 채널을 형성할 수 있다. 또한, 제 2 전극 패드(250)는 제 2 절연층(232)에 의해 제 1 도전층(241)과 전기적으로 절연된다.
제 2 전극 패드(250)는 중앙 부분이 함몰되어 상면이 오목부와 볼록부를 가질 수 있다. 제 2 전극 패드(250)의 오목부에는 와이어(미도시)가 본딩될 수 있다. 따라서, 접착 면적이 넓어져 제 2 전극 패드(250)와 와이어가 더 견고히 본딩될 수 있다.
제 2 전극 패드(250)는 광을 반사하는 작용을 할 수 있다. 따라서, 제 2 전극 패드(250)가 발광 구조물(110)과 가까울수록 반도체 소자(200)의 광 추출 효율이 향상될 수 있다. 또한, 제 2 전극 패드(250)의 볼록부의 높이는 활성층(113)보다 높을 수 있다. 따라서 제 2 전극패드(250)는 활성층(113)에서 소자의 수평방향으로 방출되는 광을 상부로 반사하여 광 추출효율을 향상시키고, 지향각을 제어할 수 있다.
발광 구조물(110)의 하부면과 리세스(128)의 형상을 따라 접합층(260)이 더 배치될 수 있다. 접합층(260)은 제 1 도전층(241) 상에 형성될 수 있다. 접합층(260)은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예시적으로 접합층(260)은 금, 주석, 인듐, 알루미늄, 실리콘, 은, 니켈, 및 구리로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
접합층(260) 상에는 기판(270)이 배치될 수 있다. 기판(270)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로 기판(270)은 금속 또는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 또한, 기판(270)은 전기 전도도 및/또는 열 전도도가 우수한 금속일 수 있다. 예시적으로, 기판(270)은 실리콘, 몰리브덴, 실리콘, 텅스텐, 구리 및 알루미늄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이 경우 반도체 소자 동작시 발생하는 열을 신속이 외부로 방출할 수 있다.
발광구조물(110)의 상부면과 측면에는 패시베이션층(280)이 형성될 수 있다. 패시베이션층(280)은 제 2 전극(222-1)과 인접한 영역에서 제 1 절연층(231)과 접촉할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제 2 전극(222-1)은 제 1 층(222a)과 제 2 층(222b)을 포함할 수 있다. 제 2 층(222b)은 제 1 층(222a)과 반사층(242) 사이에 배치된다. 제 2 층(222b)은 제 1 층(222a) 상에 별도로 형성된 층일 수 있다. 또는, 제 2 층(222b)은 제 1 층(222a)의 일부 영역이 도핑 등에 의해 변형되어 형성된 층일 수도 있다.
제 1 층(222a)은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 층(222a)은 상술한 투명 전도성 산화막(예를 들면, ITO)으로 이루어질 수 있다. 제 2 층(222b)은 금속 산질화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 2 층(222b)은 제 1 층(222a)을 구성하는 투명 전도성 산화막과 질소의 화합물(예를 들면, ITON)로 이루어질 수 있다. 따라서, 제 2 층(222b)에 의하여 투과율을 높이는 동시에 제 1 층(222a)과 반사층(242) 사이의 접착력을 향상시키는 것이 가능하다.
제 2 층(222b)에 포함된 질소의 비율은 산소의 비율의 0.33 내지 1.5배로 이루어질 수 있다. 제 2 층(122b)의 질소의 비율이 산소의 비율의 0.33배보다 적을 경우, 제 2 전극(122-1)과 반사층(142) 사이에 산화물이 더 많이 형성되어 바람직하지 않다. 제 2 층(122b)의 질소의 비율이 산소의 비율의 1.5배보다 클 경우, 산소의 비율이 상대적으로 작아져 제 2 층을 구성하는 원소들 사이의 결합력이 약해질 수 있다.
제 1 층(222a)의 두께는 1 내지 10㎚로 이루어질 수 있다. 만약, 제 1 층(222a)의 두께가 10㎚보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 일어나게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 제 1 층(222a)의 두께가 1㎚보다 작을 경우, 외부 충격에 의하여 쉽게 크랙이 발생할 수 있으며, 저항이 증가하여 전류 주입 효율이 낮아지므로 바람직하지 않다.
제 2 층(222b)의 두께는 1 내지 10㎚로 이루어질 수 있다. 만약, 제 2 층(222b)의 두께가 10㎚보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 일어나게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 제 2 층(222b)의 두께가 1㎚보다 작을 경우, 제 1 층(222a)과 반사층(242) 사이의 접착력이 낮아지고 산화 방지 효과가 감소되어 바람직하지 않다.
즉, 제 2 층(222b)은 제 1 층(222a)의 0.1 내지 10배의 두께를 가질 수 있다. 제 2 층(222b)의 두께가 제 1 층(222a)의 두께의 0.1배보다 작을 경우, 제 1 층(222a)과 반사층(242) 사이의 접착력이 낮아지고, 산화 방지 효과가 감소되어 바람직하지 않다. 제 2 층(222b)의 두께가 제 1 층(222a)의 두께의 10배보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 일어나게 되므로 바람직하지 않다.
도 7a는 도 6의 제 1 변형예이고, 도 7b는 도 6의 제 2 변형예이다.
도 7a를 참조하면, 제 2 층(222b)과 반사층(242)의 사이에는 중간부(242a)가 더 포함될 수 있다. 중간부(242a)는 제 2 층(222b)과 반사층(242) 사이의 전체 영역에 층(layer) 형태로 배치될 수 있다. 중간부(242a)는 제 2 층(222b)과 반사층(242)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 중간부(242a)의 형성에 의해 제 2 층(222b)과 반사층(242) 사이의 산화물의 형성이 최소화될 수 있다.
중간부(242a)는 제 2 층(222b)과 반사층(242)의 계면에서 각각이 이루는 물질들이 반응하여 형성될 수 있다. 중간부(242a)는 반사층(242)이 포함하는 제 1 금속의 질화물을 포함할 수 있다. 또한, 중간부(242a)는 반사층(242)이 포함하는 제 1 금속의 산화물을 포함할 수 있다. 이러한 질화물과 산화물은 앞서 설명한 도 3b와 유사하게 구성될 수 있다.
구체적으로, 중간부(242a)는 반사층(242)이 포함하는 제 1 금속(예를 들면, Al)과 제 2 층(222b)의 질소가 만나서 형성된 질소 화합물(예를 들면, AlN)을 포함할 수 있다. 또한, 중간부(242a)는 반사층(242)이 포함하는 제 1 금속(예를 들면, Al)과 제 2 층(222b)의 산소가 만나서 형성된 산소 화합물(예를 들면, AlxOy)을 포함할 수 있다. 또한, 중간부(242a)는 제 1 금속의 질화물과 제 1 금속의 산화물 외의 다른 화합물을 포함할 수도 있다.
질화물과 산화물의 비율은 2.3:1이상으로 이루어질 수 있다. 질화물과 산화물의 비율이 2.3:1보다 작을 경우, 산화물의 비율이 상대적으로 커져 제 2 층(122b)과 반사층(142)이 박리되거나, 저항이 증가하여 전류 주입 효율이 낮아질 수 있다.
도 7b를 참조하면, 제 2 층(222b)과 반사층(242)의 사이에는 중간부(242b)가 더 포함될 수 있다. 중간부(242b)는 제 2 층(222b)과 반사층(242) 사이의 일부 영역에 배치될 수 있다. 중간부(242b)는 제 2 층(222b)과 반사층(242) 사이에서 클러스터(cluster) 형태로 배치될 수 있다. 중간부(242b)는 그 형상을 제외하고는 도 7a의 중간부(242a)와 동일하게 구성될 수 있다.
도 8은 도 6의 제 3 변형예이다.
도 8을 참조하면, 제 2 도전형 반도체층(212)과 반사층(242)의 사이에는 제 2 전극(222-2)이 배치될 수 있다. 제 2 전극(222-2)은 금속 산질화물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 2 전극(222-2)은 투명 전도성 산화막과 질소의 화합물(예를 들면, ITON)로 이루어질 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제 2 전극(222-2)과 반사층(242)의 사이에는 도 7a에 도시된 중간부(242a) 또는 도 7b에 도시된 중간부(242b)가 배치될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 소자의 개념도이고, 도 10은 도 9의 C 부분의 확대도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 소자(300)는 발광 구조물(110), 제 1 전극(321), 제 2 전극(322-1) 및 반사층(342)을 포함할 수 있다.
발광구조물(110)은 도 1에서 설명한 발광구조물(110)의 구성이 그대로 적용될 수 있다. 발광 구조물(110)은 적어도 하나의 홈(H)을 포함할 수 있다.
제 1 전극(321)은 제 1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결된다. 제 1 전극(321)은 발광 구조물(110)의 일부 영역을 관통하여 배치될 수 있다. 또한, 제 1 전극(321)은 제 1 도전형 반도체층(111)의 일부 영역까지 배치될 수 있다. 또한, 제 3 전극(321)은 홈(H) 내부에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제 1 전극(321)은 절연층(330)에 의해 제 2 도전형 반도체층(112) 및 활성층(113)과 전기적으로 절연된다. 제 1 전극(321)은 오믹 전극일 수 있다.
제 1 전극(321)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 있으며, 이러한 재료에 한정되지는 않는다.
제 2 전극(322-1)은 제 2 도전형 반도체층(112)과 전기적으로 연결된다. 제 2 전극(322-1)은 제 2 도전형 반도체층(112) 상에 배치될 수 있다. 제 2 전극(322-1)은 오믹 전극일 수 있다.
제 2 전극(322-1)은 상대적으로 자외선 광 흡수가 적은 투명 전도성 산화막(Tranparent Conductive Oxide; TCO)을 포함하여 형성될 수 있다. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx 및 NiO 등에서 선택될 수 있다.
절연층(330)은 발광 구조물(110) 상에 형성될 수 있다. 절연층(330)은 발광 구조물(110)에 형성된 홈(H)의 측벽에 배치될 수 있다. 또한, 절연층(330)은 반사층(342)의 일부 영역을 노출시킬 수 있다. 절연층(330)은 반사층으로 작용할 수도 있다.
절연층(330)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 절연층(330)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예시적으로 절연층(330)은 은 Si 산화물이나 Ti 화합물을 포함하는 다층 구조의 DBR(distributed Bragg reflector)일 수도 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하지 않고 절연층(330)은 다양한 반사 구조를 포함할 수 있다.
반사층(342)은 제 2 전극(322-1)과 전기적으로 연결된다. 반사층(342)은 절연층(330)에 의해 일부 영역이 노출될 수 있다. 반사층(342)은 반사율이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 반사층(342)은 제 1 금속, 예를 들면, 알루미늄을 포함할 수 있다. 반사층(342)이 알루미늄을 포함하는 경우, 활성층(113)에서 방출되는 광을 상부로 반사할 수 있다.
제 1 전극(321)에는 제 1 외부 전극(351)이 전기적으로 연결된다. 제 1 외부 전극(351)은 발광 구조물(100)의 홈(H)으로부터 절연층(330)의 외측까지 연장될 수 있다. 제 1 외부 전극(351)은 절연층(330)에 의해 제 2 도전형 반도체층(112) 및 활성층(113)과 전기적으로 절연된다.
반사층(342)에는 제 2 외부 전극(352)이 전기적으로 연결된다. 제 2 외부 전극(352)은 반사층(342)의 적어도 일부 영역에 배치될 수 있다. 제 2 외부 전극(352)은 절연층(330)에 의하여 노출된 반사층(342)의 일부 영역에 배치될 수 있다.
광학층(361)은 발광 구조물(110) 상에 배치될 수 있다. 광학층(361)은 제 1 전극(321)을 덮도록 배치된다. 광학층(361)은 발광 구조물(110)과 투광 기판(362)을 접착시킬 수 있다. 광학층(361)은 PC(Polycarbonates), PMMA(Poly-methyl-methacrylate)와 같은 레진일 수 있으며, OCA(optical clear adhesive)일 수도 있다. 그러나, 이러한 재질로 광학층(361)을 한정하는 것은 아니다.
투광 기판(362)은 절연성 기판일 수 있다. 투광 기판(362)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 재질로 투광 기판(362)을 한정하는 것은 아니다. 투광 기판(362)에는 복수의 요철부가 형성될 수도 있다. 요철부는 광 추출 효율을 개선할 수 있다.
도 10을 참조하면, 제 2 전극(322-1)은 제 1 층(322a)과 제 2 층(322b)을 포함할 수 있다. 제 2 층(322b)은 제 1 층(322a)과 반사층(342) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 층(322b)은 제 1 층(322a) 상에 별도로 형성된 층일 수 있다. 또는, 제 2 층(322b)은 제 1 층(322a)의 일부 영역이 도핑 등에 의해 변형되어 형성된 층일 수도 있다.
제 1 층(322a)은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 층(322a)은 상술한 투명 전도성 산화막(예를 들면, ITO)으로 이루어질 수 있다. 제 2 층(322b)은 금속 산질화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 2 층(322b)은 제 1 층(322a)을 구성하는 투명 전도성 산화막과 질소의 화합물(예를 들면, ITON)로 이루어질 수 있다. 따라서, 제 2 층(322b)에 의하여 투과율을 높이는 동시에 제 1 층(322a)과 반사층(342) 사이의 접착력을 향상시키는 것이 가능하다.
제 2 층(322b)에 포함된 질소의 비율은 산소의 비율의 0.33 내지 1.5배로 이루어질 수 있다. 제 2 층(322b)의 질소가 산소의 0.33배보다 작은 비율로 구성될 경우, 제 2 전극(322-1)과 반사층(342) 사이에 산화물이 더 많이 형성되어 바람직하지 않다. 제 2 층(322b)의 질소가 산소의 1.5배보다 큰 비율로 구성될 경우, 산소의 비율이 상대적으로 작아져 제 2 층을 구성하는 원소들 사이의 결합력이 약해질 수 있다.
제 1 층(322a)의 두께는 1 내지 10㎚로 이루어질 수 있다. 만약, 제 1 층(322a)의 두께가 10㎚보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 일어나게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 제 1 층(322a)의 두께가 1㎚보다 작을 경우, 외부 충격에 의하여 쉽게 크랙이 발생할 수 있으며, 저항이 증가하여 전류 주입 효율이 낮아지므로 바람직하지 않다.
제 2 층(322b)의 두께는 1 내지 10㎚로 이루어질 수 있다. 만약, 제 2 층(322b)의 두께가 10㎚보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 일어나게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 제 2 층(322b)의 두께가 1㎚보다 작을 경우, 제 1 층(322a)과 반사층(342) 사이의 접착력이 낮아지고 산화 방지 효과가 감소되어 바람직하지 않다.
즉, 제 2 층(322b)은 제 1 층(322a)의 0.1 내지 10배의 두께를 가질 수 있다. 제 2 층(322b)의 두께가 제 1 층(322a)의 두께의 0.1배보다 작을 경우, 제 1 층(322a)과 반사층(342) 사이의 접착력이 낮아지고, 산화 방지 효과가 감소되어 바람직하지 않다. 제 2 층(322b)의 두께가 제 1 층(322a)의 두께의 10배보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 일어나게 되므로 바람직하지 않다.
도 11a는 도 10의 제 1 변형예이고, 도 11b는 도 10의 제 2 변형예이다.
도 11a를 참조하면, 제 2 층(322b)과 반사층(342)의 사이에는 중간부(342a)가 더 포함될 수 있다. 중간부(342a)는 제 2 층(322b)과 반사층(342) 사이의 전체 영역에 층(layer) 형태로 배치될 수 있다. 중간부(342a)는 제 2 층(322b)과 반사층(342)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 중간부(342a)의 형성에 의해 제 2 층(322b)과 반사층(342) 사이의 산화물의 형성이 최소화될 수 있다.
중간부(342a)는 제 2 층(322b)과 반사층(342)의 계면에서 각각이 이루는 물질들이 반응하여 형성될 수 있다. 중간부(342a)는 반사층(342)이 포함하는 제 1 금속의 질화물을 포함할 수 있다. 또한, 중간부(342a)는 반사층(342)이 포함하는 제 1 금속의 산화물을 포함할 수 있다. 이러한 질화물과 산화물은 앞서 설명한 도 3b와 유사하게 구성될 수 있다.
구체적으로, 중간부(342a)는 반사층(342)이 포함하는 제 1 금속(예를 들면, Al)과 제 2 층(322b)의 질소가 만나서 형성된 질소 화합물(예를 들면, AlN)을 포함할 수 있다. 또는, 중간부(342a)는 반사층(342)이 포함하는 제 1 금속(예를 들면, Al)과 제 2 층(322b)의 산소가 만나서 형성된 산소 화합물(예를 들면, AlxOy)을 포함할 수 있다. 또한, 중간부(342a)는 제 1 금속의 질화물과 제 1 금속의 산화물 외의 다른 화합물을 포함할 수도 있다.
질화물과 산화물의 비율은 2.3:1이상으로 이루어질 수 있다. 질화물과 산화물의 비율이 2.3:1보다 작을 경우, 산화물의 비율이 상대적으로 커져 제 2 층(322b)과 반사층(342)이 박리되거나, 저항이 증가하여 전류 주입 효율이 낮아질 수 있다.
도 11b를 참조하면, 제 2 층(322b)과 반사층(342)의 사이에는 중간부(342b)가 더 포함될 수 있다. 중간부(342b)는 제 2 층(322b)과 반사층(342) 사이의 일부 영역에 배치될 수 있다. 중간부(342b)는 제 2 층(322b)과 반사층(342) 사이에서 클러스터(cluster) 형태로 배치될 수 있다. 중간부(342b)는 그 형상을 제외하고는 도 11a의 중간부(342a)와 동일하게 구성될 수 있다.
도 12는 도 10의 제 3 변형예이다.
도 12를 참조하면, 제 2 도전형 반도체층(312)과 반사층(342)의 사이에는 제 2 전극(322-2)이 배치될 수 있다. 제 2 전극(322-2)은 금속 산질화물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 2 전극(322-2)은 투명 전도성 산화막과 질소의 화합물(예를 들면, ITON)로 이루어질 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제 2 전극(322-2)과 반사층(342)의 사이에는 도 11a에 도시된 중간부(342a) 또는 도 11b에 도시된 중간부(342b)가 배치될 수도 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 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 치료용이나 의료용으로 사용되거나 공기 청정기나 정수기 등의 살균에 사용될 수도 있다.
도 13을 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. 반도체 소자(1)는 전술한 구성을 모두 포함할 수 있다.
몸체(2)는 자외선 광을 반사하는 재질 또는 코팅층을 포함할 수 있다. 몸체(2)는 복수의 층(2a, 2b, 2c, 2d, 2e)을 적층하여 형성할 수 있다. 복수의 층(2a, 2b, 2c, 2d, 2e)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.
도 14 내지 도 20b는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 14 내지 도 20b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자(100)의 제조 방법은, 제 1 도전형 반도체층(111), 제 2 도전형 반도체층(112) 및 활성층(113)을 포함하는 발광 구조물(110)을 형성하는 단계, 전극(122)을 형성하는 단계 및 반사층(142)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 도 14를 참조하면, 제 1 도전형 반도체층(111), 제 2 도전형 반도체층(112) 및 활성층(113)을 포함하는 발광 구조물(110)을 형성하는 단계가 이루어질 수 있다. 발광 구조물(110)은 기판(미도시)의 일면에 제 1 도전형 반도체층(111), 활성층(113) 및 제 2 도전형 반도체층(112)이 순차적으로 성장됨으로써 형성될 수 있다.
기판은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
기판과 발광 구조물(110) 사이에는 버퍼층(미도시)이 더 구비될 수 있다. 버퍼층은 기판 상에 구비된 발광구조물(110)과 기판의 격자 부정합을 완화할 수 있다.
버퍼층은 Ⅲ족과 Ⅴ족 원소가 결합된 형태이거나 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층에는 도펀트가 도핑될 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제 1 도전형 반도체층(111)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 1 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 1 도전형 반도체층(111)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, 제 1 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제 1 도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제 1 도펀트가 도핑된 제 1 도전형 반도체층(111)은 n형 반도체층일 수 있다.
활성층(113)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(113)의 구조는 이에 한정하지 않는다.
제 2 도전형 반도체층(112)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 2 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 2 도전형 반도체층(112)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. 제 2 도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제 2 도펀트가 도핑된 제 2 도전형 반도체층(112)은 p형 반도체층일 수 있다.
발광 구조물(110)은 PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 열증착(thermal evaporation), 스퍼터링(sputtering), E-beam(electron beam) 증착법, MOCVD(metal organic chemical vapor deposition), PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition), MBE(molecular beam epitaxy), HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다.
도 15를 참조하면, 발광 구조물(110)의 일면에 전극(122)이 형성될 수 있다. 전극(122)은 제 2 도전형 반도체층(112)에 오믹 접촉될 수 있다.
전극(122)은 PVD, CVD, PLD, 열증착, 스퍼터링, E-beam 증착법, MOCVD, PECVD, MBE, HVPE 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법 중 전극(122)의 형성 단계에 있어서, 도 16a 및 도 16b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전극 형성 방법을 설명하기 위한 도 15의 D 부분의 확대도이고, 도 17a 및 도 17b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전극 형성 방법을 설명하기 위한 도 15의 D 부분의 확대도이고, 도 18은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전극 형성 방법을 설명하기 위한 도 15의 D 부분의 확대도이다.
도 16a 및 도 16b를 참조하여 제 1 실시예에 따른 전극(122-1)의 형성 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 16a를 참조하면, 제 2 도전형 반도체층(112) 상에 제 1 층(122a)을 형성할 수 있다. 제 1 층(122a)은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 1 층(122a)은 투명 전도성 산화막(Tranparent Conductive Oxide; TCO)을 포함하여 형성될 수 있다. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx 및 NiO 등에서 선택될 수 있다.
도 16b를 참조하면, 제 1 층(122a) 상에 제 2 층(122b)이 증착될 수 있다. 제 2 층(122b)은 금속 산질화물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 2 층(122b)은 투명 전도성 산화막과 질소의 화합물(예를 들면, ITON)로 이루어질 수 있다. 이를 위해, 타겟은 투명 전도성 산화막(예를 들어, ITO일 경우 In2O3 및 SnO2의 화합물)이 이용될 수 있다. 또한, 증착 가스는 질소(N2)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 증착 가스로써 아르곤(Ar)이 더 포함될 수도 있다. 증착 가스로 질소가 이용됨으로써, 타겟에서 방출된 원자가 질소와 함께 증착되어 제 2 층(122b)을 형성할 수 있다.
증착 가스인 질소와 아르곤 중 질소의 비율은 40 내지 100%가 될 수 있다. 만약, 질소의 비율이 40%보다 작을 경우, 투명 전도성 산화막과 질소 사이에 충분한 화합물이 생기지 못하여 전극층(122)과 반사층(142) 사이의 접착력이 저하될 수 있다.
제 2 층(122b)에 포함된 질소의 비율은 산소의 비율의 0.33 내지 1.5배로 이루어질 수 있다. 제 2 층(122b)의 질소의 비율이 산소의 비율의 0.33배보다 적을 경우, 제 2 전극(122-1)과 반사층(142) 사이에 산화물이 더 많이 형성되어 바람직하지 않다. 제 2 층(122b)의 질소의 비율이 산소의 비율의 1.5배보다 클 경우, 산소의 비율이 상대적으로 작아져 제 2 층을 구성하는 원소들 사이의 결합력이 약해질 수 있다.
제 1 층(122a)의 두께는 1 내지 10㎚로 이루어질 수 있다. 만약, 제 1 층(122a)의 두께가 10㎚보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 일어나게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 제 1 층(122a)의 두께가 1㎚보다 작을 경우, 외부 충격에 의하여 쉽게 크랙이 발생할 수 있으며, 저항이 증가하여 전류 주입 효율이 낮아지므로 바람직하지 않다.
제 2 층(122b)의 두께는 1 내지 10㎚로 이루어질 수 있다. 만약, 제 2 층(122b)의 두께가 10㎚보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 일어나게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 제 2 층(122b)의 두께가 1㎚보다 작을 경우, 제 1 층(122a)과 반사층(142) 사이의 접착력이 낮아지고 산화 방지 효과가 감소되어 바람직하지 않다.
즉, 제 2 층(122b)은 제 1 층(122a)의 0.1 내지 10배의 두께를 가질 수 있다. 제 2 층(122b)의 두께가 제 1 층(122a)의 두께의 0.1배보다 작을 경우, 제 1 층(122a)과 반사층(142) 사이의 접착력이 낮아지고, 산화 방지 효과가 감소되어 바람직하지 않다. 제 2 층(122b)의 두께가 제 1 층(122a)의 두께의 10배보다 클 경우, 투과도가 낮아져서 광 손실이 일어나게 되므로 바람직하지 않다.
이와 같이, 제 1 실시예에 따른 전극의 형성 방법에 의하면, 제 2 도전형 반도체층(112) 상에 제 1 층(122a) 및 제 2 층(122b)을 차례로 증착시킴으로써 전극층(122-1)이 형성될 수 있다.
도 17a 및 도 17b를 참조하여 제 2 실시예에 따른 전극(122-1)의 형성 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 17a를 참조하면, 제 2 도전형 반도체층(112) 상에 제 1 층(122a)을 형성할 수 있다. 제 1 층(122a)의 재질은 제 1 실시예에 따른 전극의 형성 방법에서 개시된 것과 동일하다.
도 17b를 참조하면, 제 1 층(122a)을 표면 처리하여 제 2 층(122b)을 형성할 수 있다. 즉, 제 1 층(122a)의 일면을 질소로 도핑시켜, 투명 전도성 산화막과 질소의 화합물로 이루어지는 제 2 층(122b)이 형성된다. 제 2 층(122b)의 재질은 제 1 실시예에 따른 전극의 형성 방법에서 개시된 것과 동일하다.
제 1 층(122a) 및 제 2 층(122b)의 각각의 두께는 앞서 설명한 바와 같이 1 내지 10㎚로 이루어질 수 있다. 또한, 제 2 층(122b)은 제 1 층(122a)의 0.1 내지 10배의 두께를 가질 수 있다.
이와 같이, 제 2 실시예에 따른 전극의 형성 방법에 의하면, 제 1 층(122a)의 일면을 표면 처리하여 질소 도핑 또는 이온 임플란트 공정을 통하여 제 2 층(122b)을 형성할 수 있다.
도 18을 참조하여 제 3 실시예에 따른 전극(122-2)의 형성 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 18을 참조하면, 제 2 도전형 반도체층(112) 상에 제 2 전극(122-2)을 증착시킨다. 이 때, 제 2 전극(122-2)은 금속의 산질화물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 2 전극(122-2)은 투명 전도성 산화막과 질소의 화합물로 이루어진다. 제 2 전극(122-2)의 재질 및 증착 방법은 제 1 실시예의 제 2 층(122b)의 형성 방법과 동일하게 이루어질 수 있다.
도 19를 참조하면, 제 2 전극(122) 상에 반사층(142)을 형성한다. 반사층(142)은 반사율이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 반사층(142)은 제 1 금속을 포함할 수 있다. 예시적으로, 반사층(142)은 알루미늄을 포함할 수 있다.
반사층(142)은 PVD, CVD, PLD, 열증착, 스퍼터링, E-beam 증착법, MOCVD, PECVD, MBE, HVPE 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다.
도 20a는 제 1 변형예에 따른 도 19의 E 부분의 확대도이고, 도 20b는 제 2 변형예에 따른 도 19의 E 부분의 확대도이다.
도 20a 및 도 20b를 참조하면, 반사층(142)의 형성 이후, 반사층(142)과 제 2 전극(122) 사이의 계면에서 화합물이 형성될 수 있다. 즉, 반사층(142)과 제 2 전극(122) 사이에는 중간부(142a, 142b)가 형성될 수 있다. 중간부(142a, 142b)는 반사층이 포함하는 물질과 제 2 전극이 포함하는 물질이 반응하여 형성된 화합물이다.
제 1 변형예에 따른 중간부(142a)는 제 2 전극층(122b)과 반사층(142) 사이의 전체 영역에 층(layer) 형태로 배치될 수 있다. 제 2 변형예에 따른 중간부(142b)는 제 2 전극층(122b)과 반사층(142) 사이의 일부 영역에 클러스터(cluster) 형태로 배치될 수 있다. 또는, 중간부는 제 1, 2 변형예가 조합된 형태로 구비될 수도 있다.
중간부(142a)는 반사층(142)이 포함하는 제 1 금속과 제 2 전극(122)의 질소가 만나서 형성된 질화물을 포함할 수 있다. 또한, 중간부(142a)는 반사층(142)이 포함하는 제 1 금속과 제 2 전극(122)의 산소가 산화물을 포함할 수 있다.
중간부(142a, 142b)의 질화물의 비율은 산화물의 비율보다 더 크다. 즉, 제 2 층(122b) 내의 질소가 반사층(142)으로의 확산성이 크다. 질화물과 산화물의 비율은 2.3:1 이상으로 이루어질 수 있다. 질화물과 산화물의 비율이 2.3:1보다 작을 경우, 산화물의 비율이 상대적으로 커져 제 2 층(122b)과 반사층(142)이 박리되거나, 저항이 증가하여 전류 주입 효율이 낮아질 수 있다.
<실험예>
반사율 측정
도 1에 도시된 반도체 소자(100)에 있어서, 제 2 전극(122-1)/반사층(142)을 구성하여 파장별 반사율을 측정하였다. 이 때, 제 2 전극(122-1)은 제 1 층(122a)/제 2 층(122b)의 구조로 이루어진다.
제 1 층(122a)/제 2 층(122b)/반사층(142) 중 제 2 층의 재질을 서로 다르게 하여 비교예 1,2,3 및 실시예1을 구성하였다. 여기서, 제 2 층(122b) 외에 다른 구성들은 모두 동일한 재료가 이용되었다. 특히, 제 1 층(122a)은 투명 전도성 산화막인 ITO(Indium Tin Oxide)가 이용되었으며, 반사층(142)은 알루미늄(Al)이 이용되었다. 반사율 측정 장비는 AMAT 또는 PRI가 이용되었다.
도 21a 및 도 21b는 비교예1,2,3 및 실시예1의 파장별 반사율을 측정한 그래프이다. 여기서, L1은 비교예1을 나타내고, L2은 비교예2를 나타내고, L3은 비교예3을 나타내고, L4는 실시예1을 나타낸다. 도 21a의 경우, 제 1 층/제 2 층/반사층의 합금 전(열처리 전)의 파장별 반사율 그래프이다. 도 21b의 경우, 제 1 층/제 2 층/반사층의 합금 후(열처리 후)의 파장별 반사율 그래프이다. 표 1 및 표 2에는 도 21a 및 도 21b 각각의 280nm 파장에서의 반사율을 개시하였다.
구조(제1층/제2층/반사층) 반사율(%)(@280nm)
비교예1(AMAT) ITO/Al 52.3
비교예2(AMAT) ITO/Cr/Al 39.2
비교예3(PRI) ITO/Cr/Al 35.9
실시예1(PRI) ITO/ITON/Al 48.9
구조(제1층/제2층/반사층) 반사율(%)(@280nm)
비교예1(AMAT) ITO/Al -
비교예2(AMAT) ITO/Cr/Al 53.8
비교예3(PRI) ITO/Cr/Al 47.6
실시예1(PRI) ITO/ITON/Al 63.3
비교예1의 경우, 제 2 층 없이 제 1 층에 바로 반사층이 배치된 구성으로써, 가장 뛰어난 반사율을 갖는다. 도 21a 및 표 1을 참조하면, 비교예1이 파장별 반사율이 가장 높은 것을 확인할 수 있다. 하지만 제 1 층(ITO)과 반사층(Al)이 직접 접합될 경우, 둘 사이에 형성되는 산화물(AlxOy)에 의하여 전극과 반사층이 박리되고 전기적 특성이 저하된다. 따라서, 비교예 1은 바람직하지 않다.
비교예2 및 비교예3의 경우, 동일한 조건에서 장비만을 다르게 이용하여 반사율을 측정한 것이다. 즉, 제 2 층에 크롬(Cr)을 적용하여 반사율을 측정하였다. 도 21a 및 도 21b를 참조하면, 비교예1이 비교예2보다 높은 반사율을 갖는 것을 확인할 수 있다. 특히, 표 1 및 표 2를 참조하면, 열처리 전과 후 모두 비교예2가 우수한 반사율을 나타내고 있다. 즉, 비교예2에 사용된 AMAT가 PRI에 비하여 반사율이 높게 측정됨을 알 수 있다.
실시예1의 경우, 제 2 층으로써, ITON이 적용되었다. 도 21a, 21b 및 표 1, 2를 참조하면, 크롬이 사용된 비교예1, 2 보다 실시예1이 현저히 높은 반사율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 또한, 표 1을 참조하면, 중간층을 사용하지 않은 비교예1과 비교하였을 때 3.4%의 차이만을 나타내므로 상당히 우수한 반사율을 나타내는 것을 알 수 있다. 더불어, AMAT로 측정하였을 경우, 보다 높은 반사율을 얻을 수 있을 것으로 예상되므로, 비교예1과 동등 수준의 높은 반사율을 갖는 반도체 소자를 제작할 수 있다.
제 2 층의 박막 평가
도 22는 증착 가스로써 N2:Ar이 3:2의 비율로 설정되었을 때, 제 2 층을 XPS 분석한 그래프이다. 분석 시료로써 ITON/Sapphire의 구조를 갖는 시료가 이용되었다. 이 때, ITON의 두께는 8nm로 구성되었다. XPS 분석 시, ITON의 표면에는 분석 중 전하의 집중을 방지하기 위하여 Ti가 코팅될 수도 있다. 여기서, 중앙선(L0)을 기준으로 왼쪽은 Ti가 코팅된 부분이고, 오른쪽은 ITON이 증착된 부분을 나타낸다. 또한, L1은 질소의 비율을 나타낸 것이고, L2는 산소의 비율을 나타낸 것이다.
도 22를 참조하면, ITON 영역에서 질소가 검출되는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 산소가 질소에 비하여 보다 많은 비율을 차지하고는 있으나, 이는 ITON에 포함된 ITO가 In2O3 및 SnO2의 화합물이기 때문이다. 따라서, ITON 내에서 질소의 확산성이 산소의 확산성보다 더 높다. 결국, 산소의 비율이 다소 높게 이루어지더라도 반사층과 전극 사이의 화합물(중간부, 도 3a의 142a 또는 도 3c의 142b) 중 산화물보다는 질화물의 생성이 보다 용이하다. 따라서, 전극과 반사층의 접착력을 높일 수 있다.
도 23은 증착 가스가 N2(100%)로 구성된 경우(L1)와 N2(60%)+Ar(40%)로 구성된 경우(L2)의 제 2 층을 XPS 분석한 그래프이다. 여기서, 분석 시료는 도 22와 동일한 ITON/Sapphire의 구조를 갖는 시료가 이용되었다. 또한, 분석 시료에는 Ti가 코팅될 수도 있다. 도 22와 마찬가지로 X축의 1.5를 기준으로 오른쪽이 ITON이 형성된 부분을 나타낸다.
도 23을 참조하면, 증착 가스가 질소만으로 이루어질 경우, 질소의 원자 비율이 보다 높아지는 것을 알 수 있다. 즉, 증착 가스의 질소의 비율을 높일수록 제 2 층 내의 질소의 비율이 높아짐을 확인할 수 있다. 따라서, 증착 가스로 사용되는 질소의 비율을 높임으로써, 반사층과 제 2 층(ITON) 사이의 질화물(의 비율을 높일 수 있다. 이에 따라, 전극(ITO)과 반사층(Al) 사이의 접착력을 보다 향상시킬 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.
발광 소자는 상술한 발광 다이오드 외에 레이저 다이오드가 있다.
레이저 다이오드는, 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1도전형 반도체층과 활성층 및 제2도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 그리고, p-형의 제1 도전형 반도체와 n-형의 제2 도전형 반도체를 접합시킨 뒤 전류를 흘러주었을 때 빛이 방출되는 electro-luminescence(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, 실시예는 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 제2도전형 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 제2도전형 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. 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층, 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 제 2 도전형 반도체층의 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물;
    상기 제 1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극;
    상기 제 2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극; 및
    상기 제 2 전극 상에 배치되고 제 1 금속을 포함하는 반사층을 포함하고,
    상기 반사층은 상기 활성층에서 출사되는 자외선 파장대의 광을 반사하고,
    상기 제 2 전극은,
    제 1 층, 상기 제 1 층과 상기 반사층 사이의 제 2 층을 포함하고,
    상기 제 1 층은 금속 산화물을 포함하고,
    상기 제 2 층은 금속 산질화물을 포함하고,
    상기 제 2 층과 상기 반사층의 사이 영역은 상기 제 1 금속의 질화물 및 상기 제 1 금속의 산화물을 포함하는 반도체 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 층과 상기 반사층의 사이 영역에서 상기 제 1 금속의 질화물이 상기 제 1 금속의 산화물보다 많은 반도체 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 층은 제 1 층의 0.1 내지 10배의 두께를 갖는 반도체 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 금속의 질화물은 상기 제 2 전극과 반사층 사이의 적어도 일부 영역에 배치되는 반도체 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극과 반사층 사이에 상기 제 1 금속의 산화물을 더 포함하고,
    상기 제 2 전극과 반사층 사이의 계면에서 상기 제 1 금속의 산화물과 상기 제 1 금속의 질화물의 비율은 1:2.3 이상인 반도체 소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 구조물은 상기 제 2 도전형 반도체층과 활성층을 관통하여 상기 제 1 도전형 반도체층의 일부 영역까지 배치되는 복수의 리세스를 더 포함하고,
    상기 제 1 전극은 상기 복수의 리세스 내부에 배치되는 반도체 소자.
  7. 몸체; 및
    상기 몸체에 배치되는 반도체 소자를 포함하고,
    상기 반도체 소자는,
    제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층, 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 제 2 도전형 반도체층의 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물;
    상기 제 1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극;
    상기 제 2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극; 및
    상기 제 2 전극 상에 배치되는 반사층을 포함하고,
    상기 제 2 전극 상에 배치되고 제 1 금속을 포함하는 반사층을 포함하고,
    상기 반사층은 상기 활성층에서 출사되는 자외선 파장대의 광을 반사하고,
    상기 제 2 전극은,
    제 1 층, 상기 제 1 층과 상기 반사층 사이의 제 2 층을 포함하고,
    상기 제 1 층은 금속 산화물을 포함하고,
    상기 제 2 층은 금속 산질화물을 포함하고,
    상기 제 2 층과 상기 반사층의 사이 영역은 상기 제 1 금속의 질화물 및 상기 제 1 금속의 산화물을 포함하는 반도체 소자 패키지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 층과 상기 반사층의 사이 영역에서 상기 제 1 금속의 질화물이 상기 제 1 금속의 산화물보다 많은 반도체 소자 패키지.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 전극과 반사층 사이에 상기 제 1 금속의 산화물을 더 포함하고,
    상기 제 2 전극과 반사층 사이의 계면에서 상기 제 1 금속의 산화물과 상기 제 1 금속의 질화물의 비율은 1:2.3 이상인 반도체 소자 패키지.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광 구조물은 상기 제 2 도전형 반도체층과 활성층을 관통하여 상기 제 1 도전형 반도체층의 일부 영역까지 배치되는 복수의 리세스를 더 포함하고,
    상기 제 1 전극은 상기 복수의 리세스 내부에 배치되는 반도체 소자 패키지.
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