WO2018106030A1 - 발광소자 - Google Patents

발광소자 Download PDF

Info

Publication number
WO2018106030A1
WO2018106030A1 PCT/KR2017/014261 KR2017014261W WO2018106030A1 WO 2018106030 A1 WO2018106030 A1 WO 2018106030A1 KR 2017014261 W KR2017014261 W KR 2017014261W WO 2018106030 A1 WO2018106030 A1 WO 2018106030A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
electrode
disposed
light emitting
insulating reflective
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/014261
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2018106030A9 (ko
Inventor
황성민
박선우
이창형
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020197019634A priority Critical patent/KR102532743B1/ko
Priority to CN201780076015.8A priority patent/CN110383509B/zh
Priority to US16/466,993 priority patent/US10950756B2/en
Publication of WO2018106030A1 publication Critical patent/WO2018106030A1/ko
Publication of WO2018106030A9 publication Critical patent/WO2018106030A9/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/405—Reflective materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/10—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/387—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape with a plurality of electrode regions in direct contact with the semiconductor body and being electrically interconnected by another electrode layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/42—Transparent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate

Definitions

  • Embodiments relate to a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination device 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, and low power consumption, semi-permanent life, and quick response compared to conventional light sources such as fluorescent and incandescent lamps. It has the advantages of speed, safety and environmental friendliness.
  • a light-receiving device such as a photodetector or a solar cell is also manufactured using 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.
  • a white light emitting device that can replace a fluorescent light bulb or an incandescent bulb that replaces a Cold Cathode Fluorescence Lamp (CCFL) constituting a backlight of a transmission module of an optical communication means and a liquid crystal display (LCD) display device.
  • CCFL Cold Cathode Fluorescence Lamp
  • LCD liquid crystal display
  • a light emitting device may be formed by combining a pn junction diode having a characteristic in which electrical energy is converted into light energy, by combining Group 3-5 elements or Group 2-6 elements on the periodic table. By adjusting, various colors can be realized.
  • nitride semiconductors are receiving great attention in the field of optical devices and high power electronic devices due to their high thermal stability and wide bandgap energy.
  • a blue light emitting device, a green light emitting device, an ultraviolet light emitting device, a red light emitting device using a nitride semiconductor, and the like are commercially used and widely used.
  • an ultraviolet light emitting diode is a light emitting diode that emits light distributed in a wavelength range of 200 nm to 400 nm, and is used for sterilization and purification in the case of a short wavelength, and an exposure device in the case of a long wavelength. Or a curing machine or the like.
  • a light emitting device chip is mounted on a predetermined package body by using solder paste, but there is a problem in that the brightness Po is lowered by the solder paste.
  • a light emitting device chip is mounted using a SAC (Sn-Ag-Cu) paste, but there is a problem that the luminous intensity decreases due to light absorption in the SAC (Sn-Ag-Cu) paste. .
  • the light emitting device chip when the light emitting device chip is mounted on a predetermined package body using solder paste, the light emitting device chip may not be sufficiently wided due to light absorption issues of the solder paste. There is a problem that the electrical reliability is lowered because the contact area is not sufficiently secured.
  • the branch electrode is used for current diffusion, and the branch electrode absorbs the light emitted from the light emitting layer, and thus there is a problem that the light efficiency is lowered.
  • Embodiments provide a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination device including the same, which can improve light intensity (Po) by minimizing light absorption by a paste.
  • Embodiments provide a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting device including the same, which can solve a problem in that electrical reliability of the electrode of the package body or bumps and the like is not sufficiently secured.
  • the embodiment is to provide a light emitting device, a light emitting device package and a lighting device including the same that can improve the light efficiency by minimizing the light absorption by the branch electrode.
  • the light emitting device includes a light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer; A passivation layer disposed on the light emitting structure; And an insulating reflective layer disposed on the passivation layer.
  • the passivation layer may include a first region disposed on an upper surface of the light emitting structure, and a second region disposed on side surfaces of the first conductive semiconductor layer, the second conductive semiconductor layer, and the active layer.
  • the insulating reflective layer may be disposed on the first region, and an end portion of the insulating reflective layer may be spaced apart from an end of the first region.
  • the embodiment may further include a translucent electrode between the passivation layer and the light emitting structure.
  • an upper surface of the light transmissive electrode layer may be disposed higher than the first area of the passivation layer.
  • an upper surface of the light transmissive electrode layer may be disposed at the same height as the first region of the passivation layer.
  • the passivation layer may have a predetermined first through hole, and the light transmissive electrode may be exposed by the first through hole.
  • the embodiment further includes a second electrode disposed on the second conductive semiconductor layer, wherein the exposed light transmitting electrode is disposed between the second conductive semiconductor layer and the second electrode, Can be electrically connected.
  • the embodiment may include a second wetting layer disposed on the second electrode, and the insulating reflective layer may include a second through hole in an upper surface of the second electrode.
  • the second wetting layer may be electrically connected to the second electrode through a second through hole of the second insulating reflective layer.
  • the upper surface of the second wetting layer may have a recess.
  • the embodiment further includes a first electrode disposed on the first conductivity type semiconductor layer,
  • the insulating reflective layer may include a first insulating reflective layer disposed on the first electrode; And a second insulating reflective layer disposed on the second electrode.
  • the passivation layer may contact the first insulating reflective layer and the second insulating reflective layer.
  • an end portion of the insulating reflective layer may be spaced inward from an end portion of an upper surface of the light emitting structure.
  • a light emitting device includes a light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer disposed on the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer disposed on the active layer; A substrate disposed under the first conductive semiconductor layer; A first electrode disposed on the first conductive semiconductor layer to which portions of the second conductive semiconductor layer and the active layer are removed and exposed; A second electrode disposed on the second conductive semiconductor layer; A passivation layer disposed on a part of side and top surfaces of the light emitting structure; A first insulating reflective layer disposed to expose an upper surface of the first electrode on a part of the side surface and the upper surface of the first electrode; A second insulating reflective layer disposed on a portion of the side and top surfaces of the second electrode and on a portion of the passivation layer to expose an upper surface of the second electrode; A first wetting layer disposed on the first insulating reflective layer and the first electrode; And a second wetting layer disposed on the second insulating reflective layer and the second electrode.
  • One end of the second insulating reflective layer may be spaced apart from the upper end of the passivation layer by a predetermined distance.
  • the light emitting structure may further include a translucent electrode disposed on the light emitting structure, and the upper surface of the transmissive electrode layer may be disposed higher than the first upper surface of the passivation layer.
  • a light transmitting electrode may be further disposed on the light emitting structure, and the upper surface of the light transmitting electrode layer may be disposed at the same height as the second upper surface of the passivation layer.
  • the light emitting device may include a first conductivity type semiconductor layer 112, an active layer 114 disposed on the first conductivity type semiconductor layer 112, and a second conductivity type semiconductor disposed on the active layer 114.
  • Light emitting structure 110 including layer 116; A substrate 105 disposed below the first conductivity type semiconductor layer 112; A first electrode 141 disposed on the first conductive semiconductor layer 112 where portions of the second conductive semiconductor layer 116 and the active layer 114 are removed and exposed; A second electrode 142 disposed on the second conductive semiconductor layer 116; A first insulating reflective layer 161 disposed on the side of the first electrode 141 and a part of the top surface to expose the top surface of the first electrode 141; A second insulating reflective layer 162 disposed on the side of the second electrode 142 and a part of the top surface thereof while exposing the top surface of the second electrode 142; A first wetting layer 171 disposed on the first insulating reflective layer 161 and the first electrode 141; And a second wetting layer 172 .
  • the horizontal width of the second wetting layer may be greater than the horizontal width of the second electrode.
  • One end of the second insulating reflective layer may be exposed to the side surface of the second wetting layer.
  • the light emitting device may include a first conductivity type semiconductor layer 112, an active layer 114 disposed on the first conductivity type semiconductor layer 112, and a second conductivity type disposed on the active layer 114.
  • a light emitting structure 110 including a semiconductor layer 116; A substrate 105 disposed below the first conductivity type semiconductor layer 112; A plurality of third electrodes 143 disposed on the first conductivity type semiconductor layer 112 in which portions of the second conductivity type semiconductor layer 116 and the active layer 114 are removed and exposed; A plurality of fourth electrodes 144 disposed on the second conductive semiconductor layer 116; A third insulating reflective layer 163 disposed to expose upper surfaces of the plurality of third electrodes 143 on portions of side surfaces and upper surfaces of the plurality of third electrodes 143; A fourth insulating reflective layer 164 disposed to expose the top surfaces of the plurality of fourth electrodes 144 on portions of the side surfaces and the top surfaces of the plurality of fourth electrodes 144; A third wetting layer 173 disposed on
  • one end of the fourth insulating reflective layer may be disposed to be spaced inward from the outer surface of the light emitting structure by a predetermined distance.
  • the embodiment may further include a passivation layer disposed on the side and the top surface of the light emitting structure, A portion of the fourth insulating reflective layer may be disposed on the passivation layer, and one end of the fourth insulating reflective layer may be disposed to be spaced inward from the upper end of the passivation layer.
  • the horizontal width of the fourth wetting layer may be greater than the horizontal width of the fourth electrode.
  • One end of the fourth insulating reflective layer may be exposed to the side surface of the fourth wetting layer.
  • the light emitting device package according to the embodiment may include the light emitting device.
  • the lighting apparatus may include a light emitting unit having the light emitting element.
  • the embodiment can provide a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting device including the same, which can improve light intensity (Po) by minimizing light absorption by a paste.
  • the embodiment can provide a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting device including the same, which can solve a problem in that electrical reliability of the electrode of the package body or the bump or the like is not sufficiently secured.
  • the embodiment can provide a light emitting device, a light emitting device package and a lighting device including the same that can improve the light efficiency by minimizing the light absorption by the branch electrode.
  • 1A is a sectional view of a light emitting device according to the first embodiment
  • 1B is a partially enlarged view of a light emitting device according to the first embodiment
  • 1C is an enlarged view of another portion of the light emitting device according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a light flux data of a light emitting device package according to a comparative example and an embodiment
  • FIG. 3 is a perspective view of a light emitting device according to a second embodiment
  • FIG 5 is a cross-sectional view of a package of a light emitting device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a package of a light emitting device according to the third embodiment.
  • 7 to 13 are cross-sectional views of the manufacturing process of the light emitting device according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a package of a light emitting device according to the embodiment.
  • 15 is a perspective view of a lighting apparatus according to the embodiment.
  • the on or under when described as being formed on the "on or under” of each element, the on or under is It includes both the two elements are in direct contact with each other (directly) or at least one other element is formed indirectly between the two elements (indirectly).
  • the on or under when expressed as “on” or “under”, it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.
  • 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.
  • 1A is a cross-sectional view of the light emitting device 100 according to the first embodiment.
  • the light emitting device 100 includes a light emitting structure 110, a substrate 105, a first electrode 141, a second electrode 142, a first insulating reflective layer 161, and a second insulating reflective layer 162. , At least one of a first wetting layer 171 and a second wetting layer 172.
  • the light emitting structure 110 may include a first conductive semiconductor layer 112, an active layer 114 on the first conductive semiconductor layer 112, and a second conductive semiconductor layer 116 on the active layer 114. ) May be included.
  • the light emitting device 100 may include a first conductive semiconductor layer 112, an active layer 114 disposed on the first conductive semiconductor layer 112, and an active layer 114.
  • the light emitting structure 110 including the second conductive semiconductor layer 116 disposed thereon, the substrate 105 disposed below the first conductive semiconductor layer 112, and the second conductive semiconductor layer 116.
  • a portion of each of the active layer 114 are removed on the first electrode 141 and the second conductive semiconductor layer 116 disposed on the first conductive semiconductor layer 112 exposed.
  • the second electrode 142 is disposed, the first insulating reflective layer 161 is disposed while exposing the upper surface of the first electrode 141 on a part of the side surface and the upper surface of the first electrode 141, and the second The second insulating reflective layer 162 and the first insulating reflective layer 161 and the first insulating layer which are disposed while exposing the top surface of the second electrode 142 on a part of the side surface and the upper surface of the electrode 142.
  • a first wetting layer 171 disposed on the electrode 141, a second insulating reflective layer 162, and a second wetting layer 172 disposed on the second electrode 142. Can be.
  • the substrate 105 may be formed of a material having excellent thermal conductivity or a material having excellent light transmissivity, thereby improving thermal reliability and improving light extraction efficiency.
  • the substrate 105 may be a conductive substrate or an insulating substrate.
  • at least one of GaAs, sapphire (Al 2 O 3 ), SiC, Si, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga 2 O 3 may be used as the substrate 105.
  • the upper surface of the substrate 105 may be formed with a predetermined light extraction pattern (P), for example, PSS to improve the light extraction efficiency.
  • P predetermined light extraction pattern
  • the substrate 105 may have an uneven structure through lower patterning to improve light extraction efficiency.
  • light extraction may be improved by performing wet etching at about 300 ° C. with H 3 Po 4 on the lower portion of the substrate 105 to form a conical pattern (not shown). It is not limited.
  • a buffer layer (not shown) may be formed on the substrate 105.
  • the buffer layer may mitigate lattice mismatch between the light emitting structure 110 and the substrate 105 formed thereafter.
  • the buffer layer may be formed of at least one of Group III-V compound semiconductors such as GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, and AlInN.
  • An undoped semiconductor layer (not shown) may be formed on the buffer layer, but is not limited thereto.
  • the light emitting structure 110 may include a first conductive semiconductor layer 112, an active layer 114, and a second conductive semiconductor layer 116.
  • the first conductivity type semiconductor layer 112 may be formed of a semiconductor compound, for example, compound semiconductors such as Groups III-5, II-6, and the like, and may be doped with the first conductivity type dopant.
  • a semiconductor compound for example, compound semiconductors such as Groups III-5, II-6, and the like
  • an n-type dopant may include Si, Ge, Sn, Se, Te, but is not limited thereto.
  • the first conductivity type semiconductor layer 112 may include a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1). Can be.
  • the first conductive semiconductor layer 112 is formed of any one or more of GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP.
  • the active layer 114 has an active layer (light emitting layer) where electrons injected through the first conductive semiconductor layer 112 and holes injected through the second conductive semiconductor layer 116 formed thereafter meet each other. It is a layer that emits light with energy determined by the energy band inherent in the material.
  • the active layer 114 may be formed of at least one of a single quantum well structure, a multi quantum well structure (MQW), a quantum-wire structure, or a quantum dot structure.
  • the active layer 114 may include a quantum well (not shown) / quantum wall (not shown) structure.
  • the active layer 114 may be formed of any one or more pair structures of InGaN / GaN, InGaN / InGaN, GaN / AlGaN, InAlGaN / GaN, GaAs / AlGaAs, InGaP / AlGaP, GaP / AlGaP. It doesn't work.
  • an electron blocking layer (not shown) is formed on the active layer 114 to improve the luminous efficiency by acting as electron blocking and cladding of the active layer 114.
  • the electron blocking layer may be formed of an Al x In y Ga (1-xy) N (0 ⁇ x ⁇ 1,0 ⁇ y ⁇ 1) based semiconductor, and an energy band gap of the active layer 114. Rather, it may have a higher energy band gap.
  • the electron blocking layer may efficiently block electrons overflowed by ion implantation into a p-type and increase the injection efficiency of holes.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 116 may be formed of a semiconductor compound.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 116 may be implemented with compound semiconductors such as Groups III-5, II-6, and the like, and may be doped with the second conductivity type dopant.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 116 may be a Group III-V compound semiconductor doped with a second conductivity type dopant, for example, In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1). , 0 ⁇ x + y ⁇ 1).
  • the second conductive dopant may be a p-type dopant and may include Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba.
  • the first conductive semiconductor layer 112 may be an n-type semiconductor layer
  • the second conductive semiconductor layer 116 may be a p-type semiconductor layer, but is not limited thereto.
  • a semiconductor for example, an n-type semiconductor layer (not shown) having a polarity opposite to that of the second conductive type may be formed on the second conductive type semiconductor layer 116.
  • the light emitting structure 110 may be implemented as any one of an n-p junction structure, a p-n junction structure, an n-p-n junction structure, and a p-n-p junction structure.
  • the embodiment may include a light transmissive electrode 130 on the light emitting structure 110.
  • the light-transmitting electrode 130 may be formed on the second conductivity-type semiconductor layer 116 to improve light diffusion by increasing current spreading and to increase light transmittance to improve light extraction effect.
  • the transparent electrode layer 140 may be formed of an excellent material which is in electrical contact with a semiconductor.
  • the translucent electrode layer 140 may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), or IGTO.
  • In-Ga ZnO In-Ga ZnO
  • It may be formed in a single layer or a multi-layer structure, including at least one of.
  • the embodiment may form the current diffusion layer 120 at a position corresponding to the second electrode 142 is formed later for the current diffusion.
  • the current spreading layer 120 may be formed on the second conductive semiconductor layer 116, and then a light transmissive electrode layer 130 may be formed.
  • the current spreading layer 120 may be formed of an oxide or a nitride, but is not limited thereto.
  • the current spreading layer 120 may have a horizontal width greater than or equal to a horizontal width of the second electrode 142 to be formed thereafter, thereby preventing electric current concentration under the second electrode 142 to improve electrical reliability, thereby improving light flux. Can be.
  • the embodiment may include a first electrode 141 and a second electrode 142 electrically connected to the light emitting structure 110.
  • the first electrode 141 disposed on the upper surface of the first conductive semiconductor layer 112 exposed by removing part of the second conductive semiconductor layer 116 and part of the active layer 114 is removed.
  • a second electrode 142 disposed on the second conductivity type semiconductor layer 116, respectively.
  • the second electrode 142 may be disposed on the light transmissive electrode layer 130 at a position overlapping with the current spreading layer 120.
  • the first electrode 141 and the second electrode 142 may be formed in a single layer or a multilayer structure.
  • the first electrode 141 and the second electrode 142 may be ohmic electrodes.
  • the first electrode 141 and the second electrode 142 may include ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, and Ni / IrOx / Au / ITO, Ag, Ni At least one of Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf, or an alloy of two or more of these materials.
  • the passivation layer 150 is formed on the upper surface or the side surface of the light emitting structure 110 and the upper surface of the transparent electrode layer 130 to prevent electrical shorts and the like, thereby improving electrical reliability.
  • the passivation layer 150 may be formed of a single layer or a plurality of layers of an oxide such as SiO 2 , SixOy, Al 2 O 3 , TiO 2 , or a nitride layer of Si 3 N 4 , SixNy, SiOxNy, AlN, or the like. But it is not limited thereto.
  • one of the technical problems to be solved in the embodiment is a light emitting device, a light emitting device package and a light emitting device that can solve the problem that the electrical reliability is deteriorated due to insufficient electrical contact area of the electrode of the package body or bumps, etc. It is to provide a lighting device that includes.
  • the light emitting device is a first insulating reflective layer 161 which is disposed while exposing the top surface of the first electrode 141 on a part of the side surface and the top surface of the first electrode 141.
  • a second insulating reflective layer 162 disposed on the side surfaces of the second electrode 142 and a part of the upper surface of the second electrode 142 while exposing the top surface of the second electrode 142, and the first insulating reflective layer 161 and the first insulating layer.
  • a first wetting layer 171 disposed on the first electrode 141, a second insulating reflective layer 162, and a second wetting layer 172 disposed on the second electrode 142. can do.
  • the first insulating reflective layer 161 is disposed while exposing the top surface of the first electrode 141 on a portion of the side and the top surface of the first electrode 141, and the second insulating reflective layer 162 is formed of the first insulating reflective layer 162.
  • the upper surface of the second electrode 142 is disposed while exposing the upper surface of the second electrode 142 on part of the side and the upper surface of the second electrode 142 to reflect the light emitted from the active layer 114 of the light emitting structure 110 to minimize light absorption.
  • a light emitting device and a light emitting device package having a technical effect of improving Po) can be provided.
  • the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may include, but are not limited to, a distributed bragg reflector (DBR) or an omni directional reflector (ODR).
  • DBR distributed bragg reflector
  • ODR omni directional reflector
  • the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may be formed of an insulating material, and may have a high reflectance material, for example, a DBR structure, for reflecting light emitted from the active layer 114. .
  • the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may form a DBR structure by repeatedly arranging at least two materials having different refractive indices from each other several times to several tens of times.
  • the first and second insulating reflection layer 161 and 162 may be a TiO 2 and SiO 2 or Ta 2 O 5 and SiO 2.
  • the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may include an omni directional reflector (ODR) layer, and the ODR layers of the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may be, for example.
  • ODR omni directional reflector
  • the ODR layers of the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may be selected to have a low refractive index having a large difference with the refractive index of the material of the light emitting structure 110, thereby providing a reflective function.
  • the ODR layers of the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may include oxides or nitrides.
  • the ODR layers of the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may include at least one selected from materials such as SiO 2 and SiNx.
  • first and second insulating reflective layers 161 and 162 may include an insulating layer, but other areas may include a conductive layer.
  • the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may be formed of a plurality of layers including an insulating layer and a conductive layer.
  • the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may also include a semiconductor layer such as a dielectric layer, a polymer layer, a metal layer, or AlGaInP.
  • the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may include TiO 2 , SiO 2 , SiNx, MgO, Indium-Tin-Oxide (ITO), Indium-Zinc-Oxide (IZO), and Aluminum-Zinc (AZO).
  • ATO Antimony-Tin-Oxide
  • IZTO Indium-Zinc-Tin-Oxide
  • IAZO Indium-Aluminum-Zinc-Oxide
  • GZO Gallium-Zinc-Oxide
  • IGZO Indium-Gallium-
  • Zinc-Oxide Indium-Gallium-Tin-Oxide
  • IGTO Aluminum-Zinc-Oxide
  • the light emitting device the light emitting device that can improve the light intensity (Po) by minimizing the light absorption by reflecting the light emitted from the active layer which is the light emitting layer in the first, second insulating reflective layers (161, 162)
  • a package and an illumination device including the same can be provided.
  • the luminous intensity can be remarkably improved as six-sided light emission is possible based on the light emitting structure.
  • FIG. 2 is characteristic data of the light emitting device package according to the comparative example and the embodiment, and the flux data E of the light emitting device according to the embodiment is improved compared to the characteristic R of the comparative example.
  • one of the technical problems of the embodiment is to provide a light emitting device that can improve the electrical reliability.
  • electrical reliability may be improved by employing the first and second wetting layers 171 and 172 described later.
  • this application can further improve the electrical reliability by controlling the arrangement relationship between the insulating reflective layer and the passivation layer 150.
  • the second insulating reflective layer 162 may include a distributed bragg reflector (DBR) layer to improve the light output by maximizing the insulating function while the insulating layer 162 has a poor step coverage. Afterwards, the electrical reliability of the second wetty layer 172 may be reduced.
  • DBR distributed bragg reflector
  • FIG. 1B is a partially enlarged view A of the light emitting device according to the first embodiment shown in FIG. 1A, and the second wetting layer 172 is omitted.
  • one end 162E of the second insulating reflective layer 162 is disposed to be spaced inward from the upper end 150E of the passivation layer by a predetermined distance D, thereby providing the second insulating property.
  • the second insulating reflective layer 162 may be disposed inwardly from one end 110E of the light emitting structure. As a result, the second insulating reflective layer 162 may be disposed on the upper surface 150T1 of the passivation layer, thereby improving the step coverage of the second insulating reflective layer 162 and further improving the electrical reliability.
  • the passivation layer 150 when the passivation layer 150 is disposed up to the upper surface of the light transmissive electrode layer 130, a step is generated in the passivation layer 150 formed later, so that the second insulating reflective layer 162 disposed on the passivation layer 150.
  • the step coverage may be lowered, thereby lowering the electrical reliability of the second wetty layer 172 formed thereafter.
  • the step coverage of the second insulating reflective layer 162 is improved by arranging the second insulating reflective layer 162 together with the top surface 130T of the translucent electrode layer and the first top surface 150T1 of the passivation layer. Electrical reliability in the second wetty layer 172 may be further improved.
  • the passivation layer 150 may have a predetermined first through hole, and then the translucent electrode 130 may be exposed by the first through hole.
  • the upper surface 130T of the exposed transmissive electrode is controlled to be higher than or equal to the upper surface of the passivation layer 150, thereby improving the step coverage of the second insulating reflective layer 162 formed thereafter, further improving electrical reliability. You can.
  • the embodiment further includes a second electrode 142 disposed on the second conductivity-type semiconductor layer 116, wherein the exposed transparent electrode 130 is the second conductivity-type semiconductor layer 116 and the It is disposed between the second electrode 142, the horizontal width of the exposed light-transmitting electrode 130 is formed wider than the horizontal width of the second electrode 142 can improve the electrical reliability.
  • the embodiment includes a first insulating reflective layer 161 disposed on the first electrode 141 and a second insulating reflective layer 162 disposed on the second electrode 142, and the passivation layer 150. ) May further improve electrical reliability by contacting the first insulating reflective layer 161 and the second insulating reflective layer 162.
  • 1C is another enlarged view B of the light emitting device according to the first embodiment.
  • the upper surface 130T of the light transmissive electrode layer is disposed at the same height as the second upper surface 150T2 of the passivation layer to transmit light to the second upper surface 150T2 of the passivation layer.
  • the generation of steps can be further prevented from the upper surface 130T of the electrode layer.
  • the step coverage of the second insulating reflective layer 162 may be formed by allowing the second insulating reflective layer 162 to be formed later than the top surface 130T of the translucent electrode layer and the second top surface 150T2 of the passivation layer. Further improvement, it is possible to greatly improve the electrical reliability in the second wetty layer 172 to be formed later.
  • an exemplary embodiment includes a first wetting layer 171 and a second insulating reflective layer 162 and the second electrode disposed on the first insulating reflective layer 161 and the first electrode 141.
  • the second wetting layer 172 disposed on the 142 may be included to improve reliability of the packaging process.
  • the first and second wetting layers 171 and 172 may be formed of Au, AuTi, or the like, so that the mounting factory may be stably performed.
  • the first and second wetting layers 171 and 172 may include Ti, Al, In, Ir, Ta, Pd, Co, Cr, Mg, Zn, Ni, Si, Ge, Ag, Ag alloy, Au, Hf, Pt, Ru, Rh, ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, and Ni / IrOx / Au / ITO can be formed in a single layer or multiple layers using one or more materials or alloys. .
  • the horizontal width W2 of the second wetting layer 172 is smaller than the horizontal width W1 of the second insulating reflective layer 162 so that the second insulating reflective layer 162 is the second wetting layer 172.
  • the mounting process is stable Proceeds to have a complex technical effect that can be improved mechanical and electrical reliability.
  • the horizontal width W2 of the second wetting layer 172 may be larger than the horizontal width of the second electrode 142, and the horizontal width of the first wetting layer 173 is also the first electrode. Since it can be formed wider than the horizontal width of 141, a complex technical effect that can increase the brightness and improve the electrical reliability because the electrical contact area with the electrode of the package body, or the bump can be secured sufficiently.
  • a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination device including the same can be provided.
  • the second insulating reflective layer 162 has a second through hole (not shown) on the top surface of the second electrode 142, and the second wetting layer 172 is the second insulating reflective layer 162. It may be electrically connected to the second electrode 142 through the second through hole of) to improve electrical reliability.
  • the upper surface of the second wetting layer 172 may have a recess, thereby improving the bonding force by increasing the contact area in a subsequent mounting process.
  • FIG. 3 is a perspective view of the light emitting device 102 according to the second embodiment
  • FIG. 4 is a plan view of the package 102 of the light emitting device according to the second embodiment
  • FIG. 5 is a light emitting device according to the second embodiment. 4 is a cross-sectional view along the line AA ′ of FIG. 4.
  • the second embodiment may employ the technical features of the first embodiment, and will be described below with reference to the main features of the second embodiment.
  • the light emitting device 102 may include a substrate 105, a light emitting structure 110, a third insulating reflective layer 163, a fourth insulating reflective layer 164, and a third wetting layer ( At least one of a wetting layer 173, a fourth wetting layer 174, and a passivation layer 150 may be included.
  • the light emitting device 102 includes a light emitting structure 110, a plurality of third electrodes 143, a plurality of fourth electrodes 144, and a third insulating reflective layer. 163, a fourth insulating reflective layer 164, a third wetting layer 173, a fourth wetting layer 174, and a passivation layer 150.
  • the plurality of third electrodes 143 may include a third A electrode 141A and a third B electrode 141B
  • the plurality of fourth electrodes 144 may include a fourth A electrode 142A and a fourth B electrode. 142B and the fourth C electrode 142C, but are not limited thereto.
  • the plurality of third electrodes 143 are physically spaced apart from each other, and the plurality of third electrodes 143 are electrically connected to each other by the third wetting layer 173. Can be connected.
  • the third electrode 143 is disposed on the light emitting structure 110, the room for absorbing light may be considerably lowered, thereby improving light intensity.
  • the plurality of third electrodes 143 may include a third A electrode 141A and a third B electrode 141B, and the third A electrode 141A and the third B electrode 141B. Are physically spaced apart from each other, and the third A 141A and the third B electrode 141B may be electrically connected to each other by the third wetting layer 173.
  • the third electrode 143 is disposed on the light emitting structure 110, the third electrode 141A and the third B electrode 141B are physically spaced apart from each other so that the third electrode 143 may be formed.
  • the third A electrode 141A and the third B electrode 141B are arranged in the form of branch electrodes, thereby contributing to current diffusion, thereby improving luminous efficiency.
  • the plurality of fourth electrodes 144 may be physically spaced apart from each other, and the plurality of fourth electrodes 144 may be electrically connected to each other by the fourth wetting layer 174.
  • the light absorption may be lowered as the light absorbing potential is lowered, and the brightness may be increased by increasing the electrical diffusion efficiency.
  • the plurality of fourth electrodes 144 may include a fourth A electrode 142A, a fourth B electrode 142B, and a fourth C electrode 142C, and the fourth A electrode 142A, The fourth B electrode 142B and the fourth C electrode 142C may be physically separated from each other, and may be electrically connected to each other by the fourth wetting layer 174.
  • the fourth electrode 144 is disposed in the form of branch electrodes such as the fourth A electrode 142A, the fourth B electrode 142B, and the fourth B electrode 142B, the fourth electrode 144 contributes to the current diffusion to improve the luminous efficiency to improve the luminous intensity.
  • the fourth electrode 144 is disposed on the light emitting structure 110, the fourth electrode 144 is the fourth A electrode 142A, the fourth B electrode 142B, and the fourth B electrode. By physically spaced apart from each other by (142B), etc., the fourth electrode 144 minimizes the area occupied on the light emitting structure, thereby lowering the possibility of light absorption, thereby improving the light efficiency.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 4 in the package 102 of the light emitting device according to the second embodiment.
  • the light emitting device 102 may include a first conductive semiconductor layer 112, an active layer 114 disposed on the first conductive semiconductor layer 112, and an active layer (
  • a light emitting structure 110 including a second conductive semiconductor layer 116 disposed on 114, a substrate 105 disposed below the first conductive semiconductor layer 112, and the second conductive type.
  • a plurality of third electrodes 143 and the second conductive semiconductors disposed on the first conductive semiconductor layer 112 where portions of the semiconductor layer 116 and the active layer 114 are removed and exposed.
  • the plurality of fourth electrodes 144 disposed on the layer 116 and the upper surfaces of the plurality of third electrodes 143 may be disposed on portions of the side surfaces and the upper surfaces of the plurality of third electrodes 143.
  • the reflective layer 164, the third insulating reflective layer 163 and the third wetting layer 173 disposed on the plurality of third electrodes 143, the fourth insulating reflective layer 164, and At least one of the fourth wetting layer 174 disposed on the plurality of fourth electrodes 144 may be included.
  • FIG. 5 a cross-sectional view of the third A electrode 141A of the third electrode 143 and the fourth B electrode 142B of the fourth electrode 144 is shown as the cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 4. .
  • the third A electrode 141A may include a third A pad electrode 141 a and a third A branch electrode 141 b
  • the fourth B electrode 142 B may include a fourth B pad electrode 142 a and a fourth B electrode.
  • the branch electrode 142b may be included, but is not limited thereto.
  • the third A pad electrode 141 a and the fourth B pad electrode 142 a may be portions electrically connected to the third wetting layer 173 and the fourth wetting layer 174, respectively.
  • the third A branch electrode 141b and the fourth B branch electrode 142b may be branch electrodes extending from the third A pad electrode 141a and the fourth B pad electrode 142a, respectively.
  • the plurality of third electrodes 143 may be physically spaced apart from each other, and the plurality of third electrodes 143 may be electrically connected to each other by the third wetting layer 173.
  • the room for absorbing light may be considerably lowered, thereby improving light intensity.
  • the third electrode 143 is disposed on the light emitting structure 110, the third A electrode 141A and the third B electrode 141B are physically spaced apart from each other so that the third electrode 143 is separated from each other.
  • the third A electrode 141A and the third B electrode 141B are arranged in the form of branch electrodes, thereby contributing to current diffusion and thus luminous efficiency. There is a complex technical effect to improve the brightness by improving the brightness.
  • the plurality of fourth electrodes 144 may be physically spaced apart from each other, and the plurality of fourth electrodes 144 may be electrically connected to each other by the fourth wetting layer 174.
  • the fourth electrode 144 is disposed on the light emitting structure 110, the light absorption may be lowered as the light absorbing potential is lowered, and the brightness may be increased by increasing the electrical diffusion efficiency.
  • the fourth electrode 144 is disposed in the form of branch electrodes such as the fourth A electrode 142A, the fourth B electrode 142B, and the fourth B electrode 142B, the fourth electrode 144 contributes to the current diffusion to improve the luminous efficiency and thus the luminous intensity.
  • the fourth electrode 144 is disposed on the light emitting structure 110, the fourth electrode 144 is the fourth A electrode 142A, the fourth B electrode 142B, and the fourth B. Physically spaced apart from each other by the electrode 142B, etc., thereby minimizing the area occupied by the fourth electrode 144 on the light emitting structure, thereby lowering the possibility of light absorption, thereby improving the light efficiency.
  • the third wetting layer 163 may be disposed under the third wetting layer 173 that electrically connects the third A electrode 141A and the third B electrode 141B to each other. Light absorption may be improved by minimizing light absorption in the coating layer 173.
  • a third insulating reflective layer 163 is disposed under the third wetting layer 173 that electrically connects the third A electrode 141A and the third B electrode 141B to each other, and the third insulating layer is disposed.
  • the horizontal width of the reflective layer 163 is larger than the horizontal width of the third wetting layer 173, so that the emitted light is reflected by the third insulating reflective layer 163 to absorb light in the third wetting layer 173.
  • the brightness can be improved by minimizing the
  • the fourth insulating reflective layer 164 under the fourth wetting layer 174 electrically connecting the fourth A electrode 142A, the fourth B electrode 142B, and the fourth C electrode 142C to each other. ) May improve light intensity by minimizing light absorption in the fourth wetting layer 174.
  • a fourth insulating reflective layer 164 under a fourth wetting layer 174 that electrically connects the fourth A electrode 142A, the fourth B electrode 142B, and the fourth C electrode 142C.
  • the horizontal width of the fourth insulating reflective layer 164 is formed larger than the horizontal width of the fourth wetting layer 174 so that the emitted light is reflected by the fourth insulating reflective layer 164.
  • Light absorption may be improved by minimizing light absorption in the coating layer 174.
  • one of the technical problems of the embodiment is to provide a light emitting device that can improve the electrical reliability.
  • the electrical reliability may be improved by employing the third and fourth wetting layers 173 and 174 described above.
  • this application can further improve the electrical reliability by controlling the arrangement relationship between the insulating reflective layer and the passivation layer 150.
  • the fourth insulating reflective layer 164 may include a distributed bragg reflector (DBR) layer to improve light output by maximizing insulation and reflecting function, and the DBR layer may have poor step coverage. Afterwards, the electrical reliability of the fourth wetty layer 174 may be degraded.
  • DBR distributed bragg reflector
  • one end of the fourth insulating reflective layer 164 is disposed to be spaced inward from the upper end of the passivation layer 150 by a predetermined distance D, whereby the fourth insulating reflective layer 164 is disposed.
  • the step coverage of the fourth insulating reflective layer 164 may be improved, and the electrical reliability may be further improved.
  • the fourth insulating reflective layer 164 may be disposed inwardly than one end of the light emitting structure 110. As a result, the fourth insulating reflective layer 164 is disposed on the upper surface of the passivation layer 150, thereby improving step coverage of the fourth insulating reflective layer 164, thereby further improving electrical reliability.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a package 102 of a light emitting device according to the third embodiment.
  • the light emitting device may adopt the technical features of the first embodiment or the second embodiment, and the following description will focus on the main features of the third embodiment.
  • the light emitting device includes a first reflective layer 181 disposed under the plurality of third electrodes 143 and a second reflective layer 182 disposed under the plurality of fourth electrodes 144. can do.
  • the first reflective layer 181 and the second reflective layer 182 may be made of Al, Ag, or a metal layer including an alloy containing Al or Ag.
  • the third electrode 143 is disposed on the light emitting structure 110, the third A electrode 141A and the third B electrode 141B are physically spaced apart from each other so that the third electrode (
  • the luminous efficiency can be improved by improving the luminous efficiency, and the luminous reflectance is also blocked by blocking the absorption of light from the branch electrodes by disposing the first reflective layer 181 under the 3A electrode 141A and the 3B electrode 141B.
  • the fourth electrode 144 is disposed in the form of branch electrodes such as the fourth A electrode 142A, the fourth B electrode 142B, and the fourth B electrode 142B, thereby contributing to current diffusion to improve luminous efficiency.
  • the fourth electrode 144 is disposed on the light emitting structure 110, the fourth electrode 144 is the fourth A electrode 142A, the fourth B electrode 142B, By physically spaced apart from each other by the 4B electrode 142B, etc., the area occupied by the fourth electrode 144 on the light emitting structure can be minimized, thereby lowering the light absorption possibility and improving the light efficiency.
  • the second reflecting layer 182 under the fourth B electrode 142B and the fourth B electrode 142B, there is a complex technical effect of improving the luminous intensity by blocking light absorption at the branch electrodes.
  • a substrate 105 may be prepared, and a light emitting structure 110 may be formed thereon.
  • the substrate 105 may be formed of a material having excellent thermal conductivity or a material having excellent light transmissivity, thereby improving thermal reliability and improving light extraction efficiency.
  • the substrate 105 may be a conductive substrate or an insulating substrate.
  • at least one of GaAs, sapphire (Al 2 O 3 ), SiC, Si, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga 2 O 3 may be used as the substrate 105.
  • the upper surface of the substrate 105 may be formed with a predetermined light extraction pattern (P), for example, PSS to improve the light extraction efficiency.
  • P predetermined light extraction pattern
  • the substrate 105 may have an uneven structure through lower patterning to improve light extraction efficiency.
  • light extraction may be improved by performing wet etching at about 300 ° C. with H 3 Po 4 on the lower portion of the substrate 105 to form a conical pattern (not shown). It is not limited.
  • a buffer layer (not shown) may be formed on the substrate 105.
  • the buffer layer may mitigate lattice mismatch between the light emitting structure 110 and the substrate 105 formed thereafter.
  • the buffer layer may be formed of at least one of Group III-V compound semiconductors such as GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, and AlInN.
  • An undoped semiconductor layer (not shown) may be formed on the buffer layer, but is not limited thereto.
  • a light emitting structure 110 is formed on the substrate 105 or the buffer layer, and the light emitting structure 110 includes a first conductive semiconductor layer 112, an active layer 114, and a second conductive semiconductor layer ( 116).
  • the first conductivity type semiconductor layer 112 may be formed of a semiconductor compound, for example, compound semiconductors such as Groups III-5, II-6, and the like, and may be doped with the first conductivity type dopant.
  • a semiconductor compound for example, compound semiconductors such as Groups III-5, II-6, and the like
  • an n-type dopant may include Si, Ge, Sn, Se, Te, but is not limited thereto.
  • the first conductivity type semiconductor layer 112 may include a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1). Can be.
  • the first conductive semiconductor layer 112 is formed of any one or more of GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP.
  • the active layer 114 may be formed of at least one of a single quantum well structure, a multi quantum well structure (MQW), a quantum-wire structure, or a quantum dot structure.
  • the active layer 114 may include a quantum well (not shown) / quantum wall (not shown) structure.
  • the active layer 114 may be formed of any one or more pair structures of InGaN / GaN, InGaN / InGaN, GaN / AlGaN, InAlGaN / GaN, GaAs / AlGaAs, InGaP / AlGaP, GaP / AlGaP. It doesn't work.
  • an electron blocking layer (not shown) is formed on the active layer 114 to serve as electron blocking and cladding of the active layer 114, thereby improving luminous efficiency.
  • the electron blocking layer may be formed of an Al x In y Ga (1-xy) N (0 ⁇ x ⁇ 1,0 ⁇ y ⁇ 1) based semiconductor, and an energy band gap of the active layer 114. Rather, it may have a higher energy band gap.
  • the electron blocking layer may efficiently block electrons overflowed by ion implantation into a p-type and increase the injection efficiency of holes.
  • the second conductivity type semiconductor layer 116 may be formed of a semiconductor compound.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 116 may be implemented with compound semiconductors such as Groups III-5, II-6, and the like, and may be doped with the second conductivity type dopant.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 116 may be a Group III-V compound semiconductor doped with a second conductivity type dopant, for example, In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1). , 0 ⁇ x + y ⁇ 1).
  • the second conductive dopant may be a p-type dopant and may include Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba.
  • the first conductive semiconductor layer 112 may be an n-type semiconductor layer
  • the second conductive semiconductor layer 116 may be a p-type semiconductor layer, but is not limited thereto.
  • a semiconductor for example, an n-type semiconductor layer (not shown) having a polarity opposite to that of the second conductive type may be formed on the second conductive type semiconductor layer 116.
  • the light emitting structure 110 may be implemented as any one of an n-p junction structure, a p-n junction structure, an n-p-n junction structure, and a p-n-p junction structure.
  • the current spreading layer 120 may be formed on the second conductive semiconductor layer 116 at a position corresponding to the second electrode 142 formed thereafter for current spreading.
  • the current spreading layer 120 may be formed of an oxide such as SiO 2 , SixOy, Al 2 O 3 , TiO 2 , or a nitride layer such as Si 3 N 4 , SixNy, SiOxNy, AlN, but is not limited thereto.
  • the current spreading layer 120 may have a horizontal width greater than or equal to a horizontal width of the second electrode 142 to be formed thereafter, thereby preventing electric current concentration under the second electrode 142 to improve electrical reliability, thereby improving light flux. Can be.
  • a mesa etching process of removing a portion of the second conductive semiconductor layer 116 and the active layer 114 of the light emitting structure 110 may be performed to form the first conductive semiconductor layer 112.
  • the mesa region R may be formed to expose a portion of the upper surface.
  • the light-transmitting electrode 122 may be formed on the second conductive semiconductor layer 116 to improve current spreading to increase light output and to increase light transmittance to improve light extraction effect.
  • the transparent electrode layer 140 may be formed of an excellent material which is in electrical contact with a semiconductor.
  • the translucent electrode layer 140 may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), or IGTO.
  • In-Ga ZnO In-Ga ZnO
  • It may be formed in a single layer or a multi-layer structure, including at least one of.
  • an embodiment may form a first electrode 141 and a second electrode 142 electrically connected to the light emitting structure 110.
  • the first electrode 141 disposed on the upper surface of the first conductive semiconductor layer 112 exposed by removing part of the second conductive semiconductor layer 116 and part of the active layer 114 is removed.
  • the second electrode 142 may be disposed on the light transmissive electrode layer 130 at a position overlapping with the current spreading layer 120.
  • the first electrode 141 and the second electrode 142 may be formed in a single layer or a multilayer structure.
  • the first electrode 141 and the second electrode 142 may be ohmic electrodes.
  • the first electrode 141 and the second electrode 142 may include ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, and Ni / IrOx / Au / ITO, Ag, Ni At least one of Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf, or an alloy of two or more of them.
  • the passivation layer 130 may be formed on the light emitting structure 110 and the transparent electrode layer 140, and the passivation layer 130 may be an oxide or nitride.
  • the passivation layer 150 may be formed of a single layer or a plurality of layers of an oxide such as SiO 2 or a nitride layer such as Si x N y , but is not limited thereto.
  • the first insulating reflective layer 161 and the second electrode 142 are disposed while exposing the top surface of the first electrode 141 to a part of the side surface and the top surface of the first electrode 141.
  • the second insulating reflective layer 162 may be formed on a portion of the side surface and the top surface of the bottom surface thereof to expose the top surface of the second electrode 142.
  • the first insulating reflective layer 161 is disposed while exposing the top surface of the first electrode 141 on a portion of the side and the top surface of the first electrode 141, and the second insulating reflective layer 162 is formed of the first insulating reflective layer 162.
  • the upper surface of the second electrode 142 is disposed while exposing the upper surface of the second electrode 142 on part of the side and the upper surface of the second electrode 142 to reflect the light emitted from the active layer 114 of the light emitting structure 110 to minimize light absorption.
  • a light emitting device and a light emitting device package having a technical effect of improving Po) can be provided.
  • the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may include, but are not limited to, a distributed bragg reflector (DBR) or an omni directional reflector (ODR).
  • DBR distributed bragg reflector
  • ODR omni directional reflector
  • the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may be formed of an insulating material, and may have a high reflectance material, for example, a DBR structure, for reflecting light emitted from the active layer 114. .
  • the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may form a DBR structure by repeatedly arranging at least two materials having different refractive indices from each other several times to several tens of times.
  • the first and second insulating reflection layer 161 and 162 may be a TiO 2 and SiO 2 or Ta 2 O 5 and SiO 2.
  • the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may include an omni directional reflector (ODR) layer, and the ODR layers of the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may emit light. It may be implemented to have a lower refractive index than the structure 110.
  • the ODR layers of the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may be selected to have a low refractive index having a large difference with the refractive index of the material of the light emitting structure 110, thereby providing a reflective function.
  • the ODR layers of the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may include oxides or nitrides.
  • the ODR layers of the first and second insulating reflective layers 161 and 162 may include at least one selected from materials such as SiO 2 and SiNx.
  • the light emitting device the light emitting device that can improve the light intensity (Po) by minimizing the light absorption by reflecting the light emitted from the active layer which is the light emitting layer in the first, second insulating reflective layers (161, 162)
  • a package and an illumination device including the same can be provided.
  • the luminous intensity can be remarkably improved as six-sided light emission is possible based on the light emitting structure.
  • One of the technical problems of the embodiment is to provide a light emitting device capable of improving electrical reliability.
  • electrical reliability may be improved by employing the first and second wetting layers 171 and 172 described later.
  • this application can further improve the electrical reliability by controlling the arrangement relationship between the insulating reflective layer and the passivation layer 150.
  • the second insulating reflective layer 162 may include a distributed bragg reflector (DBR) layer to improve the light output by maximizing the insulating function while the insulating layer 162 has a poor step coverage. Afterwards, the electrical reliability of the second wetty layer 172 may be reduced.
  • DBR distributed bragg reflector
  • 11B is a partially enlarged view A of the light emitting device according to the first embodiment.
  • one end 162E of the second insulating reflective layer 162 is disposed to be spaced inward from the upper end 150E of the passivation layer by a predetermined distance D, whereby the second insulating reflective layer ( By having the 162 disposed on the passivation layer upper surface 150T1, the step coverage of the second insulating reflective layer 162 can be improved, and the electrical reliability can be further improved.
  • the second insulating reflective layer 162 may be disposed inwardly from one end 110E of the light emitting structure. As a result, the second insulating reflective layer 162 may be disposed on the upper surface 150T1 of the passivation layer, thereby improving the step coverage of the second insulating reflective layer 162 and further improving the electrical reliability.
  • the passivation layer 150 when the passivation layer 150 is disposed up to the upper surface of the light transmissive electrode layer 130, a step is generated in the passivation layer 150 formed later, so that the second insulating reflective layer 162 disposed on the passivation layer 150.
  • the step coverage may be lowered, thereby lowering the electrical reliability of the second wetty layer 172 formed thereafter.
  • the step coverage of the second insulating reflective layer 162 is improved by arranging the second insulating reflective layer 162 together with the top surface 130T of the translucent electrode layer and the first top surface 150T1 of the passivation layer. Electrical reliability in the second wetty layer 172 may be further improved.
  • 11C is an enlarged view B of another part of the light emitting device according to the first embodiment.
  • the upper surface 130T of the light transmissive electrode layer is disposed at the same height as the second upper surface 150T2 of the passivation layer, and thus the light transmittance of the second upper surface 150T2 of the passivation layer is transmissive.
  • the generation of steps can be further prevented from the upper surface 130T of the electrode layer.
  • the step coverage of the second insulating reflective layer 162 may be formed by allowing the second insulating reflective layer 162 to be formed later than the top surface 130T of the translucent electrode layer and the second top surface 150T2 of the passivation layer. Further improvement, it is possible to greatly improve the electrical reliability in the second wetty layer 172 to be formed later.
  • the first wetting layer 171 and the second insulating reflective layer 162 and the first insulating layer 161 and the first electrode 141 are disposed on the first electrode 141.
  • the second wetting layer 172 may be formed on the second electrode 142.
  • a first wetting layer 171 and a second insulating reflective layer 162 and the second electrode 142 are disposed on the first insulating reflective layer 161 and the first electrode 141.
  • the second wetting layer 172 disposed on the can be improved the reliability of the packaging process that is going on.
  • the first and second wetting layers 171 and 172 may be formed of Au, AuTi, or the like, so that the mounting factory may be stably performed.
  • the horizontal width W2 of the second wetting layer 172 is smaller than the horizontal width W1 of the second insulating reflective layer 162 so that the second insulating reflective layer 162 is the second wetting layer 172.
  • the horizontal width W2 of the second wetting layer 172 may be larger than the horizontal width of the second electrode 142, and the horizontal width of the first wetting layer 173 is also the first electrode. Since it can be formed wider than the horizontal width of 141, a complex technical effect that can increase the brightness and improve the electrical reliability because the electrical contact area with the electrode of the package body, or the bump can be secured sufficiently.
  • a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination device including the same can be provided.
  • the embodiment can provide a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting device including the same, which can improve light intensity (Po) by minimizing light absorption by a paste.
  • the embodiment can provide a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting device including the same, which can solve a problem in that electrical reliability of the electrode of the package body or the bump or the like is not sufficiently secured.
  • the embodiment can provide a light emitting device, a light emitting device package and a lighting device including the same that can improve the light efficiency by minimizing the light absorption by the branch electrode.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a package of a light emitting device according to the embodiment.
  • the package of the light emitting device according to the embodiment is disposed on the package body 205, the first package electrode 211, the second package electrode 212, the package body 205 disposed on the package body 205
  • the light emitting device 100 may include a molding part 230 having a phosphor (not shown) disposed on the light emitting device 100.
  • the light emitting device 100 may be the light emitting device according to the first embodiment, but is not limited thereto.
  • the light emitting device 100 may be electrically connected to the first package electrode 211 and the second package electrode 212.
  • the light emitting device 100 may be electrically connected to the first package electrode 211 and the second package electrode 212 through the first bump 221 and the second bump 222.
  • the first bump 221 and the second bump 222 are formed of a high metal having a reflectivity of 80% or more, for example, at least one of Ag, Au, or Al, or an alloy thereof to prevent light absorption by an electrode to extract light.
  • the efficiency can be improved.
  • the first bump 221 and the second bump 222 may include titanium (Ti), copper (Cu), nickel (Ni), gold (Au), chromium (Cr), tantalum (Ta), It may be formed of at least one of platinum (Pt), tin (Sn), silver (Ag), phosphorus (P) or an optional alloy thereof.
  • the light emitting device 100 may be mounted by eutectic bonding without bumps.
  • a first wetting layer 171 and a second insulating reflective layer 162 and the second electrode are disposed on the first insulating reflective layer 161 and the first electrode 141.
  • Including a second wetting layer 172 disposed on the 142 may improve the mechanical and electrical reliability of the light emitting device package.
  • the first and second wetting layers 171 and 172 may be formed of Au, AuTi, or the like, so that the mounting factory may be stably performed.
  • the horizontal width W2 of the second wetting layer 172 is smaller than the horizontal width W1 of the second insulating reflective layer 162 so that the second insulating reflective layer 162 is the second wetting layer 172.
  • the horizontal width W2 of the second wetting layer 172 may be larger than the horizontal width of the second electrode 142, and the horizontal width of the first wetting layer 173 is also the first electrode. Since it can be formed wider than the horizontal width of 141, a complex technical effect that can increase the brightness and improve the electrical reliability because the electrical contact area with the electrode of the package body, or the bump can be secured sufficiently.
  • a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination device including the same can be provided.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of the lighting apparatus according to the embodiment.
  • the lighting apparatus may include a cover 2100, a light source module 2200, a heat radiator 2400, a power supply 2600, an inner case 2700, and a socket 2800.
  • the lighting apparatus according to the embodiment may further include any one or more of the member 2300 and the holder 2500.
  • the light source module 2200 may include a light emitting device or a light emitting device package according to an embodiment.
  • the light source module 2200 may include a light source unit 2210, a connection plate 2230, and a connector 2250.
  • the member 2300 is disposed on an upper surface of the heat dissipator 2400, and has a plurality of light source parts 2210 and guide grooves 2310 into which the connector 2250 is inserted.
  • the holder 2500 may block the accommodating groove 2719 of the insulating portion 2710 of the inner case 2700. Therefore, the power supply unit 2600 accommodated in the insulating unit 2710 of the inner case 2700 is sealed.
  • the holder 2500 has a guide protrusion 2510.
  • the power supply unit 2600 may include a protrusion 2610, a guide unit 2630, a base 2650, and an extension unit 2670.
  • the inner case 2700 may include a molding unit together with the power supply unit 2600 therein.
  • the molding part is a part where the molding liquid is hardened, so that the power supply part 2600 can be fixed inside the inner case 2700.
  • the first conductive semiconductor layer 112 the active layer 114, the second conductive semiconductor layer 116,
  • a first wetting layer 171 A first wetting layer 171, a second wetting layer 172,
  • Embodiments may be employed in a light emitting device package and a lighting device including the same.
  • a light emitting device a light emitting device package, and an illumination device including the same, which can improve light intensity (Po) by minimizing light absorption by a paste.
  • the embodiment can provide a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting device including the same, which can solve a problem in that electrical reliability of the electrode of the package body or the bump or the like is not sufficiently secured.
  • the embodiment can provide a light emitting device, a light emitting device package and a lighting device including the same that can improve the light efficiency by minimizing the light absorption by the branch electrode.

Abstract

실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명장치에 관한 것이다. 실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물; 상기 발광 구조물 상에 배치되는 패시베이션층; 및 상기 패시베이션층 상에 배치되는 절연성 반사층;을 포함할 수 있다. 상기 패시베이션층은 상기 발광 구조물의 상면에 배치되는 제1 영역 및, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층, 상기 활성층의 측면에 배치되는 제2 영역을 포함할 수 있다. 상기 절연성 반사층은 상기 제1 영역 상에 배치되고, 상기 절연성 반사층의 단부는 상기 제1 영역의 단부와 이격되어 배치될 수 있다.

Description

발광소자
실시예는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치에 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 저 소비전력, 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, 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, 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드를 주기율표상에서 3족-5족의 원소 또는 2족-6족 원소가 화합되어 생성될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭 넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 자외선 발광 다이오드(UV LED)의 경우, 200nm~400nm의 파장대에 분포되어 있는 빛을 발생하는 발광 다이오드로서, 상기 파장대에서, 단파장의 경우, 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.
한편 종래기술에 의하면 발광소자 칩을 소정의 패키지 몸체에 솔더 페이스트를 이용하여 실장하여 이용하는데 이러한 솔더 페이스트에 의해 광도(Po)가 저하되는 문제가 있었다.
예를 들어, 종래기술에 의하면 SAC(Sn-Ag-Cu) 페이스트를 이용하여 발광소자 칩을 실장하는데, 이러한 SAC(Sn-Ag-Cu) 페이스트에서의 광 흡수 등에 의해 광도가 저하되는 문제가 있었다.
또한 종래기술에 의하면, 발광소자 칩을 소정의 패키지 몸체에 솔더 페이스트를 이용하여 실장하는 경우, 솔더 페이스트의 광 흡수 이슈 등으로 인하여 충분히 넓게 확보하지 못함에 따라 패키지 몸체의 전극, 또는 범프 등과의 전기적인 접촉면적이 충분히 확보되지 못해 전기적인 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.
또한 종래기술에 의하면 전류확산을 위해 가지 전극을 이용하는데, 이러한 가지전극은 발광층에서 발광된 빛을 흡수하여 광 효율이 저하되는 문제가 있었다.
실시예는 페이스트에 의한 광 흡수를 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 한다.
실시예는 패키지 몸체의 전극, 또는 범프 등과의 전기적인 접촉면적이 충분히 확보되지 못해 전기적인 신뢰성이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 한다.
또한 실시예는 가지 전극에 의한 광 흡수를 최소함으로써 광 효율을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물; 상기 발광 구조물 상에 배치되는 패시베이션층; 및 상기 패시베이션층 상에 배치되는 절연성 반사층;을 포함할 수 있다.
상기 패시베이션층은 상기 발광 구조물의 상면에 배치되는 제1 영역 및, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층, 상기 활성층의 측면에 배치되는 제2 영역을 포함할 수 있다.
상기 절연성 반사층은 상기 제1 영역 상에 배치되고, 상기 절연성 반사층의 단부는 상기 제1 영역의 단부와 이격되어 배치될 수 있다.
실시예는 상기 패시베이션층과 상기 발광 구조물 사이에 투광성 전극을 더 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 투광성 전극층의 상면이 상기 패시베이션층의 상기 제1 영역보다 높게 배치될 수 있다.
실시예에서 상기 투광성 전극층의 상면이 상기 패시베이션층의 상기 제1 영역과 같은 높이로 배치될 수 있다.
실시예에서 상기 패시베이션층은 소정의 제1 관통홀을 구비하며, 상기 투광성 전극은 상기 제1 관통홀에 의해 노출될 수 있다.
실시예는 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극을 더 포함하며, 상기 노출된 투광성 전극은 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 상기 제2 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예는 상기 제2 전극 상에 배치되는 제2 웨팅층을 포함하며, 상기 절연성 반사층은 상기 제2 전극 상면에 제2 관통홀을 구비할 수 있다.
실시예에서 상기 제2 웨팅층은 상기 제2 절연성 반사층의 제2 관통홀을 통해 상기 제2 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에서 상기 제2 웨팅층의 상면은 레세스를 구비할 수 있다.
실시예는 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제1 전극을 더 포함하며,
상기 절연성 반사층은, 상기 제1 전극 상에 배치되는 제1 절연성 반사층; 및 상기 제2 전극 상에 배치되는 제2 절연성 반사층을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 패시베이션층은 상기 제1 절연성 반사층 및 상기 제2 절연성 반사층과 접할 수 있다.
실시예에서 상기 절연성 반사층의 단부는 상기 발광 구조물의 상면의 단부에서 내측으로 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 활성층, 상기 활성층 상에 배치되는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 제1 도전형 반도체층 아래에 배치되는 기판; 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 각각의 일부가 제거되어 노출되는 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극; 상기 발광구조물의 측면 및 상면의 일부에 배치되는 패시베이션층; 상기 제1 전극의 측면 및 상면의 일부에 상기 제1 전극의 상면을 노출하며 배치되는 제1 절연성 반사층; 상기 제2 전극의 측면 및 상면의 일부와 와 상기 패시베이션층의 일부 상에 상기 제2 전극의 상면을 노출하며 배치되는 제2 절연성 반사층; 상기 제1 절연성 반사층 및 상기 제1 전극 상에 배치되는 제1 웨팅층(wetting layer); 및 상기 제2 절연성 반사층 및 상기 제2 전극 상에 배치되는 제2 웨팅층;을 포함할 수 있다.
상기 제2 절연성 반사층의 일측 끝단이 상기 패시베이션층 상측 끝단보다 내측으로 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다.
상기 발광구조물 상에 배치되는 투광성 전극을 더 포함하고, 상기 투광성 전극층의 상면이 상기 패시베이션층의 제1 상면보다 높게 배치될 수 있다.
상기 발광구조물 상에 배치되는 투광성 전극을 더 포함하고, 상기 투광성 전극층의 상면이 상기 패시베이션층의 제2 상면과 같은 높이로 배치될 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층(112), 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 배치되는 활성층(114), 상기 활성층(114) 상에 배치되는 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광구조물(110); 상기 제1 도전형 반도체층(112) 아래에 배치되는 기판(105); 상기 제2 도전형 반도체층(116) 및 상기 활성층(114)의 각각의 일부가 제거되어 노출되는 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 배치되는 제1 전극(141); 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 배치되는 제2 전극(142); 상기 제1 전극(141)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제1 전극(141)의 상면을 노출하며 배치되는 제1 절연성 반사층(161); 상기 제2 전극(142)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제2 전극(142)의 상면을 노출하며 배치되는 제2 절연성 반사층(162); 상기 제1 절연성 반사층(161) 및 상기 제1 전극(141) 상에 배치되는 제1 웨팅층(wetting layer)(171); 및 상기 제2 절연성 반사층(162) 및 상기 제2 전극(142) 상에 배치되는 제2 웨팅층(172);을 포함할 수 있다.
상기 제2 웨팅층의 수평 폭은 상기 제2 전극의 수평 폭보다 클 수 있다.
상기 제2 절연성 반사층의 일단이 상기 제2 웨팅층의 측면으로 노출될 수 있다.
또한 실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층(112), 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 배치되는 활성층(114), 상기 활성층(114) 상에 배치되는 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광구조물(110); 상기 제1 도전형 반도체층(112) 아래에 배치되는 기판(105); 상기 제2 도전형 반도체층(116) 및 상기 활성층(114)의 각각의 일부가 제거되어 노출되는 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 배치되는 복수의 제3 전극(143); 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 배치되는 복수의 제4 전극(144); 상기 복수의 제3 전극(143)의 측면 및 상면의 일부에 상기 복수의 제3 전극(143)의 상면을 노출하며 배치되는 제3 절연성 반사층(163); 상기 복수의 제4 전극(144)의 측면 및 상면의 일부에 상기 복수의 제4 전극(144)의 상면을 노출하며 배치되는 제4 절연성 반사층(164); 상기 제3 절연성 반사층(163) 및 상기 복수의 제3 전극(143) 상에 배치되는 제3 웨팅층(wetting layer)(173); 상기 제4 절연성 반사층(164) 및 상기 복수의 제4 전극(144) 상에 배치되는 제4 웨팅층(174);을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 제4 절연성 반사층의 일측 끝단이 상기 발광구조물의 외측면보다 내측으로 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다.실시예는 상기 발광구조물의 측면 및 상면에 배치되는 패시베이션층을 더 포함하고, 상기 제4 절연성 반사층의 일부는 상기 패시베이션층 상에 배치되며, 상기 제4 절연성 반사층의 일측 끝단이 상기 패시베이션층 상측 끝단보다 내측으로 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제4 웨팅층의 수평 폭은 상기 제4 전극의 수평 폭보다 클 수 있다.
상기 제4 절연성 반사층의 일단이 상기 제4 웨팅층의 측면으로 노출될 수 있다.
또한 실시예에 따른 발광소자 패키지는 상기 발광소자를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 조명장치는 상기 발광소자를 구비하는 발광유닛을 포함할 수 있다.
실시예는 페이스트에 의한 광 흡수를 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
실시예는 패키지 몸체의 전극, 또는 범프 등과의 전기적인 접촉면적이 충분히 확보되지 못해 전기적인 신뢰성이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예는 가지 전극에 의한 광 흡수를 최소함으로써 광 효율을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
도 1a는 제1 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 1b는 제1 실시예에 따른 발광소자의 부분 확대도.
도 1c는 제1 실시예에 따른 발광소자의 다른 부분 확대도.
도 2는 비교예와 실시예에 따른 발광소자 패키지의 광속 데이터.
도 3은 제2 실시예에 따른 발광소자의 사시도.
도 4는 제2 실시예에 따른 발광소자의 패키지의 평면 투명도.
도 5는 제2 실시예에 따른 발광소자의 패키지의 단면도.
도 6은 제3 실시예에 따른 발광소자의 패키지의 단면도.
도 7 내지 도 13은 실시예에 따른 발광소자의 제조공정 단면도.
도 14는 실시예에 따른 발광소자의 패키지의 단면도.
도 15는 실시예에 따른 조명 장치의 사시도.
이하 상기의 과제를 해결하기 위한 구체적으로 실현할 수 있는 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
실시예의 설명에 있어서, 각 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 element사이에 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 소자 포함할 수 있으며, 발광소자와 수광소자는 모두 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 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.
[제1 실시예]
도 1a는 제1 실시예에 따른 발광소자(100)의 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자(100)는 발광구조물(110), 기판(105), 제1 전극(141), 제2 전극(142), 제1 절연성 반사층(161), 제2 절연성 반사층(162), 제1 웨팅층(wetting layer)(171), 제2 웨팅층(172) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 발광구조물(110)은 제1 도전형 반도체층(112), 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 활성층(114), 및 상기 활성층(114) 상에 제2 도전형 반도체층(116)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 발광소자(100)는 제1 도전형 반도체층(112), 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 배치되는 활성층(114), 상기 활성층(114) 상에 배치되는 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광구조물(110)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 아래에 배치되는 기판(105)과, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 및 상기 활성층(114)의 각각의 일부가 제거되어 노출되는 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 배치되는 제1 전극(141)과, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 배치되는 제2 전극(142)과, 상기 제1 전극(141)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제1 전극(141)의 상면을 노출하며 배치되는 제1 절연성 반사층(161)과, 상기 제2 전극(142)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제2 전극(142)의 상면을 노출하며 배치되는 제2 절연성 반사층(162)과, 상기 제1 절연성 반사층(161) 및 상기 제1 전극(141) 상에 배치되는 제1 웨팅층(wetting layer)(171) 및 상기 제2 절연성 반사층(162) 및 상기 제2 전극(142) 상에 배치되는 제2 웨팅층(172)을 포함할 수 있다.
이하, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 실시예에 따른 발광소자(100)의 기술적 특징을 설명하기로 한다.
<기판>
실시예에서 기판(105)은 열전도성이 뛰어난 물질 또는 광투광성이 우수한 물질로 형성되어 열적 신뢰성을 향상시키고 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(105)은 전도성 기판 또는 절연성 기판일수 있다. 예를 들어, 상기 기판(105)은 GaAs, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, 및 Ga203 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
상기 기판(105)의 상면은 광추출 효율 향상을 위해 소정의 광추출 패턴(P), 예를 들어 PSS 등이 형성될 수 있다.
또한 실시예에서 기판(105)은 하부 패터닝을 통해 요철 구조가 형성되어 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 기판(105)의 하부에 H3Po4등으로 약 300℃에서 습식식각(wet etching) 등을 진행하여 원뿔형상 패턴(미도시)을 형성함으로써 통해 광추출이 향상될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 상기 기판(105) 위에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 이후 형성되는 발광구조물(110)과 상기 기판(105)간의 격자 부정합을 완화시켜 줄 수 있다. 상기 버퍼층은 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층 위에는 언도프드(undoped) 반도체층(미도시)이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정되지는 않는다.
<발광구조물>
실시예에서 발광구조물(110)은 제1 도전형 반도체층(112), 활성층(114) 및 제2 도전형 반도체층(116)을 포함할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 반도체 화합물, 예를 들어 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 n형 반도체층인 경우, n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
다음으로, 실시예에서 활성층(114)은 제1 도전형 반도체층(112)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(116)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.
상기 활성층(114)은 단일 양자우물 구조, 다중 양자우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 활성층(114)은 양자우물(미도시)/양자벽(미도시) 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(114)은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs, InGaP/AlGaP, GaP/AlGaP중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
다음으로, 실시예에서 활성층(114) 상에 전자차단층(미도시)이 형성되어 전자 차단(electron blocking) 및 활성층(114)의 클래딩(MQW cladding) 역할을 해줌으로써 발광효율을 개선할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자차단층은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(114)의 에너지 밴드 갭보다는 높은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있다. 실시예에서 상기 전자차단층은 p형으로 이온주입되어 오버플로우되는 전자를 효율적으로 차단하고, 홀의 주입효율을 증대시킬 수 있다.
다음으로, 실시예에서 제2 도전형 반도체층(116)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3-족-5족 화합물 반도체 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
실시예의 발광구조물(110)에서, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 n형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 상기 제2 도전형 반도체층(116) 위에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 n형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광구조물(110)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
<투광성 전극, 제1, 제2 전극>
실시예는 발광구조물(110) 상에 투광성 전극(130)을 포함할 수 있다. 실시예는 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 투광성 전극(130)을 형성하여 전류 확산을 향상시켜 광출력을 높이고, 광 투광성을 높여 광 추출 효과를 향상시킬 수 있다.
실시예에서 상기 투광성 전극층(140)은 반도체와 전기적인 접촉인 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 투광성 전극층(140)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), 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
또한 실시예는 전류확산을 위해 이후 형성되는 제2 전극(142)과 대응되는 위치에 전류확산층(120)을 형성할 수 있다. 상기 전류확산층(120)은 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 형성될 수 있으며, 이후에 투광성 전극층(130)이 형성될 수 있다. 상기 전류확산층(120)은 산화물 또는 질화물 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전류확산층(120)은 수평 폭은 이후 형성되는 제2 전극(142)의 수평 폭 이상으로 형성됨으로써 제2 전극(142) 하측에서의 전류집중을 방지하여 전기적 신뢰성을 향상시킴으로써 광 속을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 실시예는 발광구조물(110)과 전기적으로 연결되는 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예는 제2 도전형 반도체층(116)의 일부와 활성층(114)의 일부가 제거되어 노출된 제1 도전형 반도체층(112)의 상면에 배치된 제1 전극(141)과 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 배치된 제2 전극(142)을 각각 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(142)은 상기 전류확산층(120)과 상하간에 중첩되는 위치의 투광성 전극층(130) 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극(141)과 제2 전극(142)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(141)과 제2 전극(142)은 오믹 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)은 ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나 또는 이들 중 2개 이상의 물질의 합금일 수 있다.
또한 실시예는 상기 발광구조물(110)의 상면 또는 측면, 투광성 전극층(130)의 상면에 패시베이션층(150)이 형성되어 전기적 단락 등을 방지하여 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 패시베이션층(150)은 SiO2, SixOy, Al2O3, TiO2 등의 산화물이나 Si3N4, SixNy, SiOxNy, AlN 등의 질화물층으로 단층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
<제1, 제2 절연성 반사층, 제1, 제2 웨팅층(wetting layer)>
실시예에서 해결하고자 하는 기술적 과제(Problem to be solved) 중의 하나는, 페이스트에 의한 광 흡수를 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.
또한 실시예에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중의 하나는, 패키지 몸체의 전극, 또는 범프 등과의 전기적인 접촉면적이 충분히 확보되지 못해 전기적인 신뢰성이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 실시예에 따른 발광소자는 상기 제1 전극(141)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제1 전극(141)의 상면을 노출하며 배치되는 제1 절연성 반사층(161)과, 상기 제2 전극(142)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제2 전극(142)의 상면을 노출하며 배치되는 제2 절연성 반사층(162)과, 상기 제1 절연성 반사층(161) 및 상기 제1 전극(141) 상에 배치되는 제1 웨팅층(wetting layer)(171) 및 상기 제2 절연성 반사층(162) 및 상기 제2 전극(142) 상에 배치되는 제2 웨팅층(172)을 포함할 수 있다.
실시예에서 제1 절연성 반사층(161)은 상기 제1 전극(141)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제1 전극(141)의 상면을 노출하며 배치되며, 제2 절연성 반사층(162)은 상기 제2 전극(142)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제2 전극(142)의 상면을 노출하며 배치됨으로써 발광구조물(110)의 활성층(114)에서 발광되는 빛을 반사시켜 광 흡수를 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자, 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 ODR(Omni Directional Reflector)를 포함할 수 있으나 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 절연성 재료로 이루어지되, 활성층(114)에서 방출된 빛의 반사를 위하여 반사율이 높은 재료, 예를 들면 DBR 구조를 이룰 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 굴절률이 다른 적어도 2가지 재료를 서로 반복하여 수회에서 수십회 배치하여 DBR 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)는 TiO2와 SiO2 또는 Ta2O5와 SiO2일 수 있다.
또한 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 무지향성 반사층(ODR: Omni Directional Reflector)층을 포함할 수 있으며, 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)의 ODR층은 예로서 상기 발광구조물(110)에 비해 낮은 굴절률을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)의 ODR층은 상기 발광구조물(110)을 이루는 물질의 굴절률과 큰 차이를 갖는 낮은 굴절률을 갖도록 선택됨으로써, 반사 기능을 제공할 수 있다. 상기 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)의 ODR층은 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)의 ODR층은 예로서, SiO2, SiNx 등의 물질 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 일부 영역은 절연성층을 포함하나 다른 영역은 도전성층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 절연층과 도전층을 포함하는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 유전체층(Dielectric layer), 폴리머층(polymer layer), 금속층(metal layer) 또는 AlGaInP 등의 반도체층도 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 TiO2, SiO2, SiNx, MgO, ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), ATO(Antimony-Tin-Oxide), IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide), IAZO(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide), GZO(Gallium-Zinc-Oxide), IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide), IGTO(Indium-Gallium-Tin-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), Ag, Ag2O, Al, Ni, Ti, Zn, Rh, Mg, Pd, Ru, Pt, Ir 또는 이들의 합금 중에 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면, 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)에서 발광층인 활성층에서 발광된 빛을 반사시켜 줌으로써 광 흡수를 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 광 흡수를 최소화할 수 있으므로, 상기 발광소자가 플립 칩 형태로 실장되는 경우, 발광구조물을 기준으로 6면 발광이 가능함에 따라 광도를 현저히 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 도 2는 비교예와 실시예에 따른 발광소자 패키지의 특성 데이터이며, 실시예에 따른 발광소자의 광속(Flux) 데이터(E)는 비교예의 특성(R)에 비해 향상된 점이 있다.
한편, 실시예의 기술적 과제 중의 하나는 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공하고자 함이다.
이건 출원에서는 이후 설명되는 제1, 제2 웨팅층(171, 172)을 채용하여 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 이건 출원에서는 절연성 반사층과 패시베이션층(150)의 배치관계를 제어하여 전기적 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 제2 절연성 반사층(162)이 절연성이면서 반사기능을 극대화하여 광 출력을 향상시키기 위해 DBR(Distributed Bragg Reflector)층을 포함할 수 있는데, 이러한 DBR층은 스텝 커버리지가 좋지 못해 이후 형성되는 제2 웨티층(172)에서의 전기적 신뢰성이 저하될 수 있다.
도 1b는 도1A에 도시된 제1 실시예에 따른 발광소자의 부분 확대도(A)이며, 제2 웨팅층(172)은 생략된 도면이다.
이에 따라 도 1b를 참조하면, 실시예에서는 상기 제2 절연성 반사층(162)의 일측 끝단(162E)이 패시베이션층 상측 끝단(150E)보다 내측으로 소정 거리(D) 이격되어 배치됨으로써, 상기 제2 절연성 반사층(162)이 패시베이션층 상면(150T1)에 배치되게 함으로써 제2 절연성 반사층(162)의 스텝 커버리지를 향상시켜, 전기적 신뢰성을 더욱 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제2 절연성 반사층(162)은 상기 발광구조물의 일측 끝단(110E)보다 내측으로 배치될 수 있다. 이를 통해 상기 제2 절연성 반사층(162)이 패시베이션층 상면(150T1)에 배치되게 함으로써 제2 절연성 반사층(162)의 스텝 커버리지를 향상시켜, 전기적 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 패시베이션층(150)이 투광성 전극층(130)의 상면까지 배치되는 경우, 이후 형성되는 패시베이션층(150)에서 단차가 발생되어, 패시베이션층(150) 상에 배치되는 제2 절연성 반사층(162)의 스텝 커버리지가 저하되고, 이에 따라 이후 형성되는 제2 웨티층(172)에서의 전기적 신뢰성이 저하될 수 있다.
이에 이건 출원에서는 이러한 기술적 문제점을 예방하기 위해, 투광성 전극층의 상면(130T)이 패시베이션층의 제1 상면(150T1)보다 높게 배치시킴으로써 패시베이션층(150)에서 단차가 발생을 예방할 수 있다.
이에 따라 실시예에서는 제2 절연성 반사층(162)이 투광성 전극층의 상면(130T)과 패시베이션층의 제1 상면(150T1)과 함께 배치되도록 함으로써 제2 절연성 반사층(162)의 스텝 커버리지를 향상시켜, 이후 형성되는 제2 웨티층(172)에서의 전기적 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 실시예에서 상기 패시베이션층(150)은 소정의 제1 관통홀을 구비하며, 이후 형성되는 상기 투광성 전극(130)은 상기 제1 관통홀에 의해 노출될 수 있다. 상기 노출되는 투광성 전극의 상면(130T)은 상기 패시베이션층(150)의 상면보다 높거나 같을 수 있게 제어되어, 이후 형성되는 제2 절연성 반사층(162)의 스텝 커버리지를 향상시켜, 전기적 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 실시예는 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 배치되는 제2 전극(142)을 더 포함하며, 상기 노출된 투광성 전극(130)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 상기 제2 전극(142) 사이에 배치되며, 상기 노출된 투광성 전극(130)의 수평 폭이 제2 전극(142)의 수평 폭보다 넓게 형성되어 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한 실시예는 상기 제1 전극(141) 상에 배치되는 제1 절연성 반사층(161) 및 상기 제2 전극(142) 상에 배치되는 제2 절연성 반사층(162)을 포함하며, 상기 패시베이션층(150)이 상기 제1 절연성 반사층(161) 및 상기 제2 절연성 반사층(162)과 접함으로써 전기적 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1c는 제1 실시예에 따른 발광소자의 다른 부분 확대도(B)이다.
도 1c와 같이, 실시예에서는 전기적 신뢰성을 더욱 향상시키기 위해, 투광성 전극층의 상면(130T)이 패시베이션층의 제2 상면(150T2)과 같은 높이로 배치하여 패시베이션층의 제2 상면(150T2)과 투광성 전극층의 상면(130T)에서 단차의 발생을 더욱 예방할 수 있다.
이에 따라 실시예에서는 이후 형성되는 제2 절연성 반사층(162)이 투광성 전극층의 상면(130T)과 패시베이션층의 제2 상면(150T2)과 단차 없이 배치되도록 함으로써 제2 절연성 반사층(162)의 스텝 커버리지를 더욱 향상시켜, 이후 형성되는 제2 웨티층(172)에서의 전기적 신뢰성을 매우 향상시킬 수 있다.
다음으로 실시예는 상기 제1 절연성 반사층(161) 및 상기 제1 전극(141) 상에 배치되는 제1 웨팅층(wetting layer)(171) 및 상기 제2 절연성 반사층(162) 및 상기 제2 전극(142) 상에 배치되는 제2 웨팅층(172)을 포함하여 이후 진행되는 패키징 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 웨팅층(171, 172)은 Au, AuTi 등으로 형성됨으로써 실장공장이 안정적으로 진행될 수 있다. 또한 상기 제1, 제2 웨팅층(171, 172)은 Ti, Al, In, Ir, Ta, Pd, Co, Cr, Mg, Zn, Ni, Si, Ge, Ag, Ag alloy, Au, Hf, Pt, Ru, Rh, ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 등 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
또한 상기 제2 웨팅층(172)의 수평 폭(W2)은 상기 제2 절연성 반사층(162)의 수평 폭(W1)에 비해 작게 형성됨으로써 상기 제2 절연성 반사층(162)이 제2 웨팅층(172)으로 진행되는 빛을 반사시켜 광 효율을 향상시킴과 아울러, 상기 제2 웨팅층(172)의 수평 폭(W2)이 상기 제2 전극(142)의 수평 폭에 비해 크게 형성됨으로써 실장 공정이 안정적으로 진행되어 기구적, 전기적 신뢰성이 향상될 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 제2 웨팅층(172)의 수평 폭(W2)이 제2 전극(142)의 수평 폭에 비해 크게 형성될 수 있으며, 제1 웨팅층(173)의 수평 폭도 제1 전극(141)의 수평 폭에 비해 넓게 형성될 수 있으므로, 패키지 몸체의 전극, 또는 범프 등과의 전기적인 접촉면적이 충분히 확보될 수 있으므로 광도 증가와 아울러, 전기적인 신뢰성도 향상될 수 있는 복합적 기술적 효과가 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예에서 상기 제2 절연성 반사층(162)은 상기 제2 전극(142) 상면에 제2 관통홀(미도시)을 구비하며, 상기 제2 웨팅층(172)은 상기 제2 절연성 반사층(162)의 제2 관통홀을 통해 상기 제2 전극(142)과 전기적으로 연결되어 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한 실시예에서 상기 제2 웨팅층(172)의 상면은 레세스를 구비함으로써 이후 진행되는 실장 공정에서 접촉면적을 넓혀서 결합력을 향상시킬 수 있다.
[제2 실시예]
도 3은 제2 실시예에 따른 발광소자(102)의 사시도이며, 도 4는 제2 실시예에 따른 발광소자의 패키지(102)의 평면 투영도이며, 도 5는 제2 실시예에 따른 발광소자의 패키지(102)에서 도 4의 A-A'선을 따른 단면도이다.
제2 실시예는 제1 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제2 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)는 기판(105), 발광구조물(110), 제3 절연성 반사층(163), 제4 절연성 반사층(164), 제3 웨팅층(wetting layer)(173), 제4 웨팅층(174), 패시베이션층(150) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)는 발광구조물(110), 복수의 제3 전극(143), 복수의 제4 전극(144), 제3 절연성 반사층(163), 제4 절연성 반사층(164), 제3 웨팅층(wetting layer)(173), 제4 웨팅층(174), 패시베이션층(150) 중 적어도 하나 이상을 을 포함할 수 있다.
상기 복수의 제3 전극(143)은 제3A 전극(141A)과 제3B 전극(141B)을 포함할 수 있으며, 또한 상기 복수의 제4 전극(144)은 제4A 전극(142A), 제4B 전극(142B) 및 제4C 전극(142C)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 실시예에서 상기 복수의 제3 전극(143)은 상호간에 물리적으로 이격되며, 상기 제3 웨팅층(173)에 의해 상기 복수의 제3 전극(143)이 상호간에 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 제3 전극(143)이 발광구조물(110) 상에 배치되면서 광 흡수할 여지를 상당히 낮춤에 따라 광도 향상이 가능할 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 복수의 제3 전극(143)은 제3A 전극(141A)과 제3B 전극(141B)을 포함할 수 있으며, 상기 제3A 전극(141A)과 상기 제3B 전극(141B)은 상호간에 물리적으로 이격되며, 상기 제3 웨팅층(173)에 의해 상기 제3A 전극(141A)과 상기 제3B 전극(141B)이 상호간에 전기적으로 연결될 수 있다.
이를 통해, 제3 전극(143)이 발광구조물(110) 상에 배치됨에도 불구하고, 제3A 전극(141A)과 상기 제3B 전극(141B)은 상호간에 물리적으로 이격됨으로써 제3 전극(143)이 발광구조물 상에서 차지하는 면적으로 최소화함으로써 광 흡수 가능성을 낮추어 광 효율을 향상시킴과 동시에, 제3A 전극(141A)과 상기 제3B 전극(141B)이 가지 전극 형태로 배치됨으로써 전류 확산에 기여하여 발광효율을 향상시켜 광도를 향상시킬 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에서 상기 복수의 제4 전극(144)은 상호간에 물리적으로 이격되며, 상기 제4 웨팅층(174)에 의해 상기 복수의 제4 전극(144)이 상호간에 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 제4 전극(144)이 발광구조물(110) 상에 배치됨에도 광 흡수 가능성을 낮춤에 따라 광도 향상이 가능할 수 있으며 전기적 확산 효율 증대로 광도가 증대될 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 복수의 제4 전극(144)은 제4A 전극(142A), 제4B 전극(142B) 및 제4C 전극(142C)을 포함할 수 있으며, 상기 제4A 전극(142A), 상기 제4B 전극(142B) 및 상기 제4C 전극(142C)은 상호간에 물리적으로 이격되며, 상기 제4 웨팅층(174)에 의해 상호간에 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 제4 전극(144)이 제4A 전극(142A), 제4B 전극(142B), 제4B 전극(142B) 등의 가지 전극 형태로 배치됨으로써 전류 확산에 기여하여 발광효율을 향상시켜 광도를 향상시킬 수 있음과 아울러, 제4 전극(144)이 발광구조물(110) 상에 배치됨에도 불구하고, 제4 전극(144)이 제4A 전극(142A), 제4B 전극(142B), 제4B 전극(142B) 등으로 상호간에 물리적으로 이격됨으로써 제4 전극(144)이 발광구조물 상에서 차지하는 면적으로 최소화함으로써 광 흡수 가능성을 낮추어 광 효율을 향상시킬 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 5는 제2 실시예에 따른 발광소자의 패키지(102)에서 도 4의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)는 제1 도전형 반도체층(112), 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 배치되는 활성층(114), 상기 활성층(114) 상에 배치되는 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광구조물(110)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 아래에 배치되는 기판(105)과, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 및 상기 활성층(114)의 각각의 일부가 제거되어 노출되는 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 배치되는 복수의 제3 전극(143)과, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 배치되는 복수의 제4 전극(144)과, 상기 복수의 제3 전극(143)의 측면 및 상면의 일부에 상기 복수의 제3 전극(143)의 상면을 노출하며 배치되는 제3 절연성 반사층(163)과, 상기 복수의 제4 전극(144)의 측면 및 상면의 일부에 상기 복수의 제4 전극(144)의 상면을 노출하며 배치되는 제4 절연성 반사층(164)과, 상기 제3 절연성 반사층(163) 및 상기 복수의 제3 전극(143) 상에 배치되는 제3 웨팅층(wetting layer)(173)과, 상기 제4 절연성 반사층(164) 및 상기 복수의 제4 전극(144) 상에 배치되는 제4 웨팅층(174) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 5에서는 도 4의 A-A'선의 단면도임에 따라, 제3 전극(143) 중 제3A 전극(141A)과 제4 전극(144) 중 제4B 전극(142B)에 대한 단면도가 도시되어 있다.
실시예에서 상기 제3A 전극(141A)은 제3A 패드전극(141a)과 제3A 가지전극(141b)을 포함할 수 있으며, 상기 제4B 전극(142B)은 제4B 패드전극(142a)과 제4B 가지전극(142b)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3A 패드전극(141a)과 제4B 패드전극(142a)은 각각 제3 웨팅층(173)과 제4 웨팅층(174)과 전기적으로 연결되는 부분일 수 있다. 상기 제3A 가지전극(141b)과 제4B 가지전극(142b)은 각각 제3A 패드전극(141a)과 제4B 패드전극(142a)으로부터 연장되는 가지 전극일 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 복수의 제3 전극(143)은 상호간에 물리적으로 이격되며, 상기 제3 웨팅층(173)에 의해 상기 복수의 제3 전극(143)이 상호간에 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 제3 전극(143)이 발광구조물(110) 상에 배치되면서 광 흡수할 여지를 상당히 낮춤에 따라 광도 향상이 가능할 수 있다. 예를 들어, 제3 전극(143)이 발광구조물(110) 상에 배치됨에도 불구하고, 제3A 전극(141A)과 상기 제3B 전극(141B)은 상호간에 물리적으로 이격됨으로써 제3 전극(143)이 발광구조물 상에서 차지하는 면적으로 최소화함으로써 광 흡수 가능성을 낮추어 광 효율을 향상시킴과 동시에, 제3A 전극(141A)과 상기 제3B 전극(141B)이 가지 전극 형태로 배치됨으로써 전류 확산에 기여하여 발광효율을 향상시켜 광도를 향상시킬 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에서 상기 복수의 제4 전극(144)은 상호간에 물리적으로 이격되며, 상기 제4 웨팅층(174)에 의해 상기 복수의 제4 전극(144)이 상호간에 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 제4 전극(144)이 발광구조물(110) 상에 배치됨에도 광 흡수 가능성을 낮춤에 따라 광도 향상이 가능할 수 있으며 전기적 확산 효율 증대로 광도가 증대될 수 있다. 예를 들어, 제4 전극(144)이 제4A 전극(142A), 제4B 전극(142B), 제4B 전극(142B) 등의 가지 전극 형태로 배치됨으로써 전류 확산에 기여하여 발광효율을 향상시켜 광도를 향상시킬 수 있음과 아울러, 제4 전극(144)이 발광구조물(110) 상에 배치됨에도 불구하고, 제4 전극(144)이 제4A 전극(142A), 제4B 전극(142B), 제4B 전극(142B) 등으로 상호간에 물리적으로 이격됨으로써 제4 전극(144)이 발광구조물 상에서 차지하는 면적으로 최소화함으로써 광 흡수 가능성을 낮추어 광 효율을 향상시킬 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면 상기 제3A 전극(141A)과 상기 제3B 전극(141B)을 상호간에 전기적으로 연결하는 제3 웨팅층(173) 아래에 제3 절연성 반사층(163)을 배치함으로써 상기 제3 웨팅층(173)에서의 광 흡수를 최소화하여 광도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제3A 전극(141A)과 상기 제3B 전극(141B)을 상호간에 전기적으로 연결하는 제3 웨팅층(173) 아래에 제3 절연성 반사층(163)을 배치하고, 상기 제3 절연성 반사층(163)의 수평 폭이 상기 제3 웨팅층(173)의 수평 폭에 비해 크게 형성됨으로써 발광된 빛이 제3 절연성 반사층(163)에서 반사되도록 하여 제3 웨팅층(173)에서의 광 흡수를 최소화하여 광도를 향상시킬 수 있다.
또한 실시예에 의하면 상기 제4A 전극(142A), 상기 제4B 전극(142B) 및 상기 제4C 전극(142C)을 상호간에 전기적으로 연결하는 제4 웨팅층(174) 아래에 제4 절연성 반사층(164)을 배치함으로써 상기 제4 웨팅층(174)에서의 광 흡수를 최소화하여 광도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제4A 전극(142A), 상기 제4B 전극(142B) 및 상기 제4C 전극(142C)을 상호간에 전기적으로 연결하는 제4 웨팅층(174) 아래에 제4 절연성 반사층(164)을 배치하고, 상기 제4 절연성 반사층(164)의 수평 폭이 상기 제4 웨팅층(174)의 수평 폭에 비해 크게 형성됨으로써 발광된 빛이 제4 절연성 반사층(164)에서 반사되도록 하여 제4 웨팅층(174)에서의 광 흡수를 최소화하여 광도를 향상시킬 수 있다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공하고자 함이다. 이건 출원에서는 앞서 설명되는 제3, 제4 웨팅층(173, 174)을 채용하여 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 이건 출원에서는 절연성 반사층과 패시베이션층(150)의 배치관계를 제어하여 전기적 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 제4 절연성 반사층(164)이 절연성이면서 반사기능을 극대화하여 광 출력을 향상시키기 위해 DBR(Distributed Bragg Reflector)층을 포함할 수 있는데, 이러한 DBR층은 스텝 커버리지가 좋지 못해 이후 형성되는 제4 웨티층(174)에서의 전기적 신뢰성이 저하될 수 있다.
도 5를 참조하면, 실시예에서는 상기 제4 절연성 반사층(164)의 일측 끝단이 패시베이션층(150) 상측 끝단보다 내측으로 소정 거리(D) 이격되어 배치됨으로써, 상기 제4 절연성 반사층(164)이 패시베이션층(150) 상면에 배치되게 함으로써 제4 절연성 반사층(164)의 스텝 커버리지를 향상시켜, 전기적 신뢰성을 더욱 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제4 절연성 반사층(164)은 상기 발광구조물(110)의 일측 끝단보다 내측으로 배치될 수 있다. 이를 통해 상기 제4 절연성 반사층(164)이 패시베이션층(150) 상면에 배치되게 함으로써 제4 절연성 반사층(164)의 스텝 커버리지를 향상시켜, 전기적 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
[제3 실시예]
도 6은 제3 실시예에 따른 발광소자의 패키지(102)의 단면도이다.
제3 실시예에 따른 발광소자는 제1 실시예 또는 제2 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제3 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명하기로 한다.
제3 실시예에 따른 발광소자는 상기 복수의 제3 전극(143) 하측에 배치되는 제1 반사층(181), 상기 복수의 제4 전극(144) 하측에 배치되는 제2 반사층(182)을 포함할 수 있다.
상기 제1 반사층(181), 제2 반사층(182)은 Al, Ag, 혹은 Al이나 Ag를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다.
제3 실시예에 의하면 제3 전극(143)이 발광구조물(110) 상에 배치됨에도 불구하고, 제3A 전극(141A)과 상기 제3B 전극(141B)은 상호간에 물리적으로 이격됨으로써 제3 전극(143)이 발광구조물 상에서 차지하는 면적으로 최소화함으로써 광 흡수 가능성을 낮추어 광 효율을 향상시킬 수 있고, 제3A 전극(141A)과 상기 제3B 전극(141B)이 가지 전극 형태로 배치됨으로써 전류 확산에 기여하여 발광효율을 향상시켜 광도를 향상시킬 수 있으며, 상기 제3A 전극(141A)과 상기 제3B 전극(141B) 아래에 제1 반사층(181)을 배치함으로써 가지전극에서의 광 흡수도 차단함으로써 광도를 향상시킬 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다.
또한 제3 실시예에서 제4 전극(144)이 제4A 전극(142A), 제4B 전극(142B), 제4B 전극(142B) 등의 가지 전극 형태로 배치됨으로써 전류 확산에 기여하여 발광효율을 향상시켜 광도를 향상시킬 수 있음과 아울러, 제4 전극(144)이 발광구조물(110) 상에 배치됨에도 불구하고, 제4 전극(144)이 제4A 전극(142A), 제4B 전극(142B), 제4B 전극(142B) 등으로 상호간에 물리적으로 이격됨으로써 제4 전극(144)이 발광구조물 상에서 차지하는 면적으로 최소화함으로써 광 흡수 가능성을 낮추어 광 효율을 향상시킬 수 있고, 상기 제4A 전극(142A), 제4B 전극(142B), 제4B 전극(142B) 아래에 제2 반사층(182)을 배치함으로써 가지전극에서의 광 흡수도 차단함으로써 광도를 향상시킬 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다.
[제조방법]
이하, 도 7 내지 도 13를 참조하여 실시예에 따른 발광소자의 제조공정을 설명하기로 한다. 이하에서는 제1 실시예에 대한 제조방법을 설명하나 제조방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
우선, 도 7과 같이 기판(105)을 준비하고, 그 위에 발광구조물(110)을 형성할 수 있다.
실시예에서 기판(105)은 열전도성이 뛰어난 물질 또는 광투광성이 우수한 물질로 형성되어 열적 신뢰성을 향상시키고 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(105)은 전도성 기판 또는 절연성 기판일수 있다. 예를 들어, 상기 기판(105)은 GaAs, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, 및 Ga203 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 상기 기판(105)의 상면은 광추출 효율 향상을 위해 소정의 광추출 패턴(P), 예를 들어 PSS 등이 형성될 수 있다.
또한 실시예에서 기판(105)은 하부 패터닝을 통해 요철 구조가 형성되어 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 기판(105)의 하부에 H3Po4등으로 약 300℃에서 습식식각(wet etching) 등을 진행하여 원뿔형상 패턴(미도시)을 형성함으로써 통해 광추출이 향상될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 상기 기판(105) 위에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 이후 형성되는 발광구조물(110)과 상기 기판(105)간의 격자 부정합을 완화시켜 줄 수 있다. 상기 버퍼층은 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층 위에는 언도프드(undoped) 반도체층(미도시)이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정되지는 않는다.
다음으로, 상기 기판(105) 또는 버퍼층 상에 발광구조물(110)이 형성되며, 상기 발광구조물(110)은 제1 도전형 반도체층(112), 활성층(114) 및 제2 도전형 반도체층(116)을 포함할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 반도체 화합물, 예를 들어 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 n형 반도체층인 경우, n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
상기 활성층(114)은 단일 양자우물 구조, 다중 양자우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 활성층(114)은 양자우물(미도시)/양자벽(미도시) 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(114)은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs, InGaP/AlGaP, GaP/AlGaP중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
실시예에서 활성층(114) 상에 전자차단층(미도시)이 형성되어 전자 차단(electron blocking) 및 활성층(114)의 클래딩(MQW cladding) 역할을 해줌으로써 발광효율을 개선할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자차단층은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(114)의 에너지 밴드 갭보다는 높은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있다. 실시예에서 상기 전자차단층은 p형으로 이온주입되어 오버플로우되는 전자를 효율적으로 차단하고, 홀의 주입효율을 증대시킬 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(116)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3-족-5족 화합물 반도체 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
실시예의 발광구조물(110)에서, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 n형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 상기 제2 도전형 반도체층(116) 위에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 n형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광구조물(110)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
다음으로, 실시예는 전류확산을 위해 이후 형성되는 제2 전극(142)과 대응되는 위치의 제2 도전형 반도체층(116) 상에 전류확산층(120)을 형성할 수 있다. 상기 전류확산층(120)은 SiO2, SixOy, Al2O3, TiO2 등의 산화물이나 Si3N4, SixNy, SiOxNy, AlN 등의 질화물층으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전류확산층(120)은 수평 폭은 이후 형성되는 제2 전극(142)의 수평 폭 이상으로 형성됨으로써 제2 전극(142) 하측에서의 전류집중을 방지하여 전기적 신뢰성을 향상시킴으로써 광 속을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 8과 같이, 상기 발광구조물(110) 중 제2 도전형 반도체층(116), 활성층(114)의 일부를 제거하는 메사 에칭공정을 진행하여 제1 도전형 반도체층(112)의 상면일부가 노출되는 메사영역(R)을 형성할 수 있다. 이후, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 투광성 전극(122)을 형성하여 전류 확산을 향상시켜 광출력을 높이고, 광 투광성을 높여 광 추출 효과를 향상시킬 수 있다.
실시예에서 상기 투광성 전극층(140)은 반도체와 전기적인 접촉인 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 투광성 전극층(140)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), 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
다음으로 도 9와 같이, 실시예는 발광구조물(110)과 전기적으로 연결되는 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실시예는 제2 도전형 반도체층(116)의 일부와 활성층(114)의 일부가 제거되어 노출된 제1 도전형 반도체층(112)의 상면에 배치된 제1 전극(141)과 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 배치된 제2 전극(142)을 각각 형성할 수 있다. 상기 제2 전극(142)은 상기 전류확산층(120)과 상하간에 중첩되는 위치의 투광성 전극층(130) 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극(141)과 제2 전극(142)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(141)과 제2 전극(142)은 오믹 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)은 ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나 또는 이들 중 2개 이상의 물질의 합금일 수 있다
다음으로, 도 10과 같이 실시예는 상기 발광구조물(110)과 상기 투광성 전극층(140) 상에 패시베이션층(130)이 형성될 수 있으며, 상기 패시베이션층(130)은 산화물 또는 질화물 일 수 있다. 상기 패시베이션층(150)은 SiO2 등의 산화물 또는 SixNy 등의 질화물층으로 단층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로 도 11a와 같이, 상기 제1 전극(141)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제1 전극(141)의 상면을 노출하며 배치되는 제1 절연성 반사층(161)과, 상기 제2 전극(142)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제2 전극(142)의 상면을 노출하며 배치되는 제2 절연성 반사층(162)이 형성될 수 있다.
실시예에서 제1 절연성 반사층(161)은 상기 제1 전극(141)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제1 전극(141)의 상면을 노출하며 배치되며, 제2 절연성 반사층(162)은 상기 제2 전극(142)의 측면 및 상면의 일부에 상기 제2 전극(142)의 상면을 노출하며 배치됨으로써 발광구조물(110)의 활성층(114)에서 발광되는 빛을 반사시켜 광 흡수를 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자, 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 ODR(Omni Directional Reflector)를 포함할 수 있으나 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 절연성 재료로 이루어지되, 활성층(114)에서 방출된 빛의 반사를 위하여 반사율이 높은 재료, 예를 들면 DBR 구조를 이룰 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 굴절률이 다른 적어도 2가지 재료를 서로 반복하여 수회에서 수십회 배치하여 DBR 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)는 TiO2와 SiO2 또는 Ta2O5와 SiO2일 수 있다.
또한 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)은 ODR(Omni Directional Reflector)층을 포함할 수 있으며, 상기 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)의 ODR층은 예로서 상기 발광구조물(110)에 비해 낮은 굴절률을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)의 ODR층은 상기 발광구조물(110)을 이루는 물질의 굴절률과 큰 차이를 갖는 낮은 굴절률을 갖도록 선택됨으로써, 반사 기능을 제공할 수 있다. 상기 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)의 ODR층은 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 상기 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)의 ODR층은 예로서, SiO2, SiNx 등의 물질 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면, 제1, 제2 절연성 반사층(161, 162)에서 발광층인 활성층에서 발광된 빛을 반사시켜 줌으로써 광 흡수를 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 광 흡수를 최소화할 수 있으므로, 상기 발광소자가 플립 칩 형태로 실장되는 경우, 발광구조물을 기준으로 6면 발광이 가능함에 따라 광도를 현저히 향상시킬 수 있다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공하고자 함이다. 이건 출원에서는 이후 설명되는 제1, 제2 웨팅층(171, 172)을 채용하여 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 이건 출원에서는 절연성 반사층과 패시베이션층(150)의 배치관계를 제어하여 전기적 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 제2 절연성 반사층(162)이 절연성이면서 반사기능을 극대화하여 광 출력을 향상시키기 위해 DBR(Distributed Bragg Reflector)층을 포함할 수 있는데, 이러한 DBR층은 스텝 커버리지가 좋지 못해 이후 형성되는 제2 웨티층(172)에서의 전기적 신뢰성이 저하될 수 있다.
도 11b는 제1 실시예에 따른 발광소자의 부분 확대도(A)이다.
도 11b를 참조하면, 실시예에서는 상기 제2 절연성 반사층(162)의 일측 끝단(162E)이 패시베이션층 상측 끝단(150E)보다 내측으로 소정 거리(D) 이격되어 배치됨으로써, 상기 제2 절연성 반사층(162)이 패시베이션층 상면(150T1)에 배치되게 함으로써 제2 절연성 반사층(162)의 스텝 커버리지를 향상시켜, 전기적 신뢰성을 더욱 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제2 절연성 반사층(162)은 상기 발광구조물의 일측 끝단(110E)보다 내측으로 배치될 수 있다. 이를 통해 상기 제2 절연성 반사층(162)이 패시베이션층 상면(150T1)에 배치되게 함으로써 제2 절연성 반사층(162)의 스텝 커버리지를 향상시켜, 전기적 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 패시베이션층(150)이 투광성 전극층(130)의 상면까지 배치되는 경우, 이후 형성되는 패시베이션층(150)에서 단차가 발생되어, 패시베이션층(150) 상에 배치되는 제2 절연성 반사층(162)의 스텝 커버리지가 저하되고, 이에 따라 이후 형성되는 제2 웨티층(172)에서의 전기적 신뢰성이 저하될 수 있다.
이에 이건 출원에서는 이러한 기술적 문제점을 예방하기 위해, 투광성 전극층의 상면(130T)이 패시베이션층의 제1 상면(150T1)보다 높게 배치시킴으로써 패시베이션층(150)에서 단차가 발생을 예방할 수 있다.
이에 따라 실시예에서는 제2 절연성 반사층(162)이 투광성 전극층의 상면(130T)과 패시베이션층의 제1 상면(150T1)과 함께 배치되도록 함으로써 제2 절연성 반사층(162)의 스텝 커버리지를 향상시켜, 이후 형성되는 제2 웨티층(172)에서의 전기적 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 11c는 제1 실시예에 따른 발광소자의 다른 부분 확대도(B)이다.
도 11c와 같이, 실시예에서는 전기적 신뢰성을 더욱 향상시키기 위해, 투광성 전극층의 상면(130T)이 패시베이션층의 제2 상면(150T2)과 같은 높이로 배치하여 패시베이션층의 제2 상면(150T2)과 투광성 전극층의 상면(130T)에서 단차의 발생을 더욱 예방할 수 있다.
이에 따라 실시예에서는 이후 형성되는 제2 절연성 반사층(162)이 투광성 전극층의 상면(130T)과 패시베이션층의 제2 상면(150T2)과 단차 없이 배치되도록 함으로써 제2 절연성 반사층(162)의 스텝 커버리지를 더욱 향상시켜, 이후 형성되는 제2 웨티층(172)에서의 전기적 신뢰성을 매우 향상시킬 수 있다.
다음으로 도 12와 같이, 상기 제1 절연성 반사층(161) 및 상기 제1 전극(141) 상에 배치되는 제1 웨팅층(wetting layer)(171) 및 상기 제2 절연성 반사층(162) 및 상기 제2 전극(142) 상에 배치되는 제2 웨팅층(172)이 형성될 수 있다.
실시예는 상기 제1 절연성 반사층(161) 및 상기 제1 전극(141) 상에 배치되는 제1 웨팅층(wetting layer)(171) 및 상기 제2 절연성 반사층(162) 및 상기 제2 전극(142) 상에 배치되는 제2 웨팅층(172)을 포함하여 이후 진행되는 패키징 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 웨팅층(171, 172)은 Au, AuTi 등으로 형성됨으로써 실장공장이 안정적으로 진행될 수 있다. 또한 상기 제2 웨팅층(172)의 수평 폭(W2)은 상기 제2 절연성 반사층(162)의 수평 폭(W1)에 비해 작게 형성됨으로써 상기 제2 절연성 반사층(162)이 제2 웨팅층(172)으로 진행되는 빛을 반사시켜 광 효율을 향상시킴과 아울러, 상기 제2 웨팅층(172)의 수평 폭(W2)이 상기 제2 전극(142)의 수평 폭에 비해 크게 형성됨으로써 실장 공정이 안정적으로 진행되어 기구적, 전기적 신뢰성이 향상될 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 제2 웨팅층(172)의 수평 폭(W2)이 제2 전극(142)의 수평 폭에 비해 크게 형성될 수 있으며, 제1 웨팅층(173)의 수평 폭도 제1 전극(141)의 수평 폭에 비해 넓게 형성될 수 있으므로, 패키지 몸체의 전극, 또는 범프 등과의 전기적인 접촉면적이 충분히 확보될 수 있으므로 광도 증가와 아울러, 전기적인 신뢰성도 향상될 수 있는 복합적 기술적 효과가 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
실시예는 페이스트에 의한 광 흡수를 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
실시예는 패키지 몸체의 전극, 또는 범프 등과의 전기적인 접촉면적이 충분히 확보되지 못해 전기적인 신뢰성이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예는 가지 전극에 의한 광 흡수를 최소함으로써 광 효율을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
[발광소자 패키지]
도 14는 실시예에 따른 발광소자의 패키지의 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자의 패키지는 패키지 몸체(205), 상기 패키지 몸체(205)에 배치되는 제1 패키지 전극(211), 제2 패키지 전극(212), 상기 패키지 몸체(205) 상에 배치되는 발광소자(100), 상기 발광소자(100) 상에 배치된 형광체(미도시)가 구비된 몰딩부(230)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자(100)는 제1 실시예에 따른 발광소자일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광소자(100)는 상기 제1 패키지 전극(211), 제2 패키지 전극(212)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 소정의 제1 범프(221), 제2 범프(222)를 통해 발광소자(100)는 제1 패키지 전극(211), 제2 패키지 전극(212)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 범프(221)과 상기 제2 범프(222)는 반사도가 80% 이상인 높은 금속 예컨대, Ag, Au 또는 Al 중 적어도 하나 또는 이들의 합금으로 형성되어 전극에 의한 광 흡수를 방지하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 범프(221)와 상기 제2 범프(222)는 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나 또는 이들의 선택적 합금으로 형성될 수 있다.
또한 상기 발광소자(100)는 범프 없이 유테틱 본딩에 의해 실장될 수도 있다.
실시예에 의하면, 상기 제1 절연성 반사층(161) 및 상기 제1 전극(141) 상에 배치되는 제1 웨팅층(wetting layer)(171) 및 상기 제2 절연성 반사층(162) 및 상기 제2 전극(142) 상에 배치되는 제2 웨팅층(172)을 포함하여 발광소자 패키지의 기계적, 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 도 1a를 참조하면, 상기 제1, 제2 웨팅층(171, 172)은 Au, AuTi 등으로 형성됨으로써 실장공장이 안정적으로 진행될 수 있다. 또한 상기 제2 웨팅층(172)의 수평 폭(W2)은 상기 제2 절연성 반사층(162)의 수평 폭(W1)에 비해 작게 형성됨으로써 상기 제2 절연성 반사층(162)이 제2 웨팅층(172)으로 진행되는 빛을 반사시켜 광 효율을 향상시킴과 아울러, 상기 제2 웨팅층(172)의 수평 폭(W2)이 상기 제2 전극(142)의 수평 폭에 비해 크게 형성됨으로써 실장 공정이 안정적으로 진행되어 기구적, 전기적 신뢰성이 향상될 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 제2 웨팅층(172)의 수평 폭(W2)이 제2 전극(142)의 수평 폭에 비해 크게 형성될 수 있으며, 제1 웨팅층(173)의 수평 폭도 제1 전극(141)의 수평 폭에 비해 넓게 형성될 수 있으므로, 패키지 몸체의 전극, 또는 범프 등과의 전기적인 접촉면적이 충분히 확보될 수 있으므로 광도 증가와 아울러, 전기적인 신뢰성도 향상될 수 있는 복합적 기술적 효과가 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
[조명장치]
도 14는 실시예에 따른 조명 장치의 분해 사시도이다.
실시예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다. 상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)를 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다.
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다. 상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
<부호의 설명>
기판(105), 발광구조물(110),
제1 도전형 반도체층(112), 활성층(114), 제2 도전형 반도체층(116),
제1 전극(141), 제2 전극(142), 제1 절연성 반사층(161), 제2 절연성 반사층(162),
제1 웨팅층(wetting layer)(171), 제2 웨팅층(172),
실시예는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치에 채용될 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면, 페이스트에 의한 광 흡수를 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
실시예는 패키지 몸체의 전극, 또는 범프 등과의 전기적인 접촉면적이 충분히 확보되지 못해 전기적인 신뢰성이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예는 가지 전극에 의한 광 흡수를 최소함으로써 광 효율을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 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 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물;
    상기 발광 구조물 상에 배치되는 패시베이션층; 및
    상기 패시베이션층 상에 배치되는 절연성 반사층;을 포함하고,
    상기 패시베이션층은 상기 발광 구조물의 상면에 배치되는 제1 영역 및, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층, 상기 활성층의 측면에 배치되는 제2 영역을 포함하고,
    상기 절연성 반사층은 상기 제1 영역 상에 배치되고,
    상기 절연성 반사층의 단부는 상기 제1 영역의 단부와 이격되어 배치되는 발광 소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 패시베이션층과 상기 발광 구조물 사이에 투광성 전극을 더 포함하는 발광 소자.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 투광성 전극층의 상면이 상기 패시베이션층의 상기 제1 영역보다 높게 배치되는 발광소자.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 투광성 전극층의 상면이 상기 패시베이션층의 상기 제1 영역과 같은 높이로 배치되는 발광소자.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 패시베이션층은 소정의 제1 관통홀을 구비하며,
    상기 투광성 전극은 상기 제1 관통홀에 의해 노출되는 발광소자.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극을 더 포함하며,
    상기 노출된 투광성 전극은 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 발광소자.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 전극 상에 배치되는 제2 웨팅층을 포함하며,
    상기 절연성 반사층은 상기 제2 전극 상면에 제2 관통홀을 구비하며,
    상기 제2 웨팅층은 상기 제2 절연성 반사층의 제2 관통홀을 통해 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되며,
    상기 제2 웨팅층의 상면은 레세스를 구비하는 발광소자.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제1 전극을 더 포함하며,
    상기 절연성 반사층은, 상기 제1 전극 상에 배치되는 제1 절연성 반사층; 및 상기 제2 전극 상에 배치되는 제2 절연성 반사층을 포함하고,
    상기 패시베이션층은 상기 제1 절연성 반사층 및 상기 제2 절연성 반사층과 접하는 발광소자.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 절연성 반사층의 단부는 상기 발광 구조물의 상면의 단부에서 내측으로 이격되어 배치되는 발광 소자.
  10. 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 활성층, 상기 활성층 상에 배치되는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물;
    상기 제1 도전형 반도체층 아래에 배치되는 기판;
    상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 각각의 일부가 제거되어 노출되는 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 복수의 제3 전극;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 복수의 제4 전극;
    상기 복수의 제3 전극의 측면 및 상면의 일부에 상기 복수의 제3 전극의 상면을 노출하며 배치되는 제3 절연성 반사층;
    상기 복수의 제4 전극의 측면 및 상면의 일부에 상기 복수의 제4 전극의 상면을 노출하며 배치되는 제4 절연성 반사층;
    상기 제3 절연성 반사층 및 상기 복수의 제3 전극 상에 배치되는 제3 웨팅층(wetting layer);
    상기 제4 절연성 반사층 및 상기 복수의 제4 전극 상에 배치되는 제4 웨팅층;을 포함하며,
    상기 제4 절연성 반사층의 단부가 상기 발광구조물의 외측면보다 내측으로 소정 거리 이격되어 배치되는 발광소자.
PCT/KR2017/014261 2016-12-06 2017-12-06 발광소자 WO2018106030A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020197019634A KR102532743B1 (ko) 2016-12-06 2017-12-06 발광소자
CN201780076015.8A CN110383509B (zh) 2016-12-06 2017-12-06 发光器件
US16/466,993 US10950756B2 (en) 2016-12-06 2017-12-06 Light emitting device including a passivation layer on a light emitting structure

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0164908 2016-12-06
KR20160164908 2016-12-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2018106030A1 true WO2018106030A1 (ko) 2018-06-14
WO2018106030A9 WO2018106030A9 (ko) 2018-09-07

Family

ID=62492025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/014261 WO2018106030A1 (ko) 2016-12-06 2017-12-06 발광소자

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10950756B2 (ko)
KR (1) KR102532743B1 (ko)
CN (1) CN110383509B (ko)
WO (1) WO2018106030A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016112587A1 (de) * 2016-07-08 2018-01-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierender Halbleiterchip
TWD201606S (zh) 2018-06-28 2019-12-21 晶元光電股份有限公司 發光裝置
JP7345261B2 (ja) * 2019-02-26 2023-09-15 ローム株式会社 電極構造および半導体発光装置
US10971650B2 (en) * 2019-07-29 2021-04-06 Lextar Electronics Corporation Light emitting device
US11038088B2 (en) 2019-10-14 2021-06-15 Lextar Electronics Corporation Light emitting diode package
US11688837B2 (en) * 2020-04-07 2023-06-27 Everlight Electronics Co., Ltd. Light-emitting device
CN113903842B (zh) * 2021-09-24 2022-12-20 厦门三安光电有限公司 倒装发光二极管和发光装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009188422A (ja) * 2009-04-14 2009-08-20 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光素子
JP2011100975A (ja) * 2009-10-09 2011-05-19 Jsr Corp 発光素子、発光素子の製造方法、及び発光素子保護層形成用組成物
KR20110101464A (ko) * 2010-03-08 2011-09-16 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 패키지 및 발광 소자 제조방법
KR20120078382A (ko) * 2010-12-31 2012-07-10 갤럭시아포토닉스 주식회사 반사벽을 갖는 발광 다이오드 및 발광 다이오드 패키지
KR101609763B1 (ko) * 2015-01-16 2016-04-07 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0590329A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Nec Corp 半導体光素子
JP4330476B2 (ja) * 2004-03-29 2009-09-16 スタンレー電気株式会社 半導体発光素子
US8575633B2 (en) * 2008-12-08 2013-11-05 Cree, Inc. Light emitting diode with improved light extraction
JP2009164423A (ja) 2008-01-08 2009-07-23 Nichia Corp 発光素子
JP5340712B2 (ja) 2008-01-16 2013-11-13 ローム株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
CN102106001B (zh) * 2008-04-02 2014-02-12 宋俊午 发光器件及其制造方法
KR20090106299A (ko) * 2008-04-05 2009-10-08 송준오 오믹접촉 광추출 구조층을 구비한 그룹 3족 질화물계반도체 발광다이오드 소자 및 이의 제조 방법
KR101473675B1 (ko) * 2008-07-07 2014-12-18 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법
TWI418060B (zh) * 2008-12-26 2013-12-01 Lextar Electronics Corp 發光二極體晶片的製造方法
KR100974776B1 (ko) * 2009-02-10 2010-08-06 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
JP5719110B2 (ja) 2009-12-25 2015-05-13 日亜化学工業株式会社 発光素子
KR101014155B1 (ko) * 2010-03-10 2011-02-10 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지
KR101081135B1 (ko) * 2010-03-15 2011-11-07 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지
KR101114191B1 (ko) * 2010-09-17 2012-03-13 엘지이노텍 주식회사 발광소자
KR20120053571A (ko) * 2010-11-18 2012-05-29 서울옵토디바이스주식회사 복수의 메사 구조체를 갖는 발광 다이오드 칩
KR20120111758A (ko) * 2011-03-25 2012-10-11 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
US8716743B2 (en) * 2012-02-02 2014-05-06 Epistar Corporation Optoelectronic semiconductor device and the manufacturing method thereof
KR101940617B1 (ko) * 2012-03-09 2019-01-21 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지 및 발광 모듈
US9548424B2 (en) * 2013-02-04 2017-01-17 Industrial Technology Research Institute Light emitting diode
KR101504331B1 (ko) * 2013-03-04 2015-03-19 삼성전자주식회사 발광소자 패키지
US10032960B2 (en) * 2014-06-03 2018-07-24 Semicon Light Co., Ltd. Semiconductor light emitting device of a flip chip and method for manufacturing same
KR20160017905A (ko) 2014-08-07 2016-02-17 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 조명시스템
KR20160025328A (ko) * 2014-08-27 2016-03-08 서울바이오시스 주식회사 미세 입자를 포함하는 절연층을 포함하는 발광 다이오드 및 그 제조 방법
JP6555907B2 (ja) * 2015-03-16 2019-08-07 アルパッド株式会社 半導体発光装置
DE102015118041A1 (de) * 2015-10-22 2017-04-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leuchtdiodenchip und Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenchips

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009188422A (ja) * 2009-04-14 2009-08-20 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光素子
JP2011100975A (ja) * 2009-10-09 2011-05-19 Jsr Corp 発光素子、発光素子の製造方法、及び発光素子保護層形成用組成物
KR20110101464A (ko) * 2010-03-08 2011-09-16 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 패키지 및 발광 소자 제조방법
KR20120078382A (ko) * 2010-12-31 2012-07-10 갤럭시아포토닉스 주식회사 반사벽을 갖는 발광 다이오드 및 발광 다이오드 패키지
KR101609763B1 (ko) * 2015-01-16 2016-04-07 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR102532743B1 (ko) 2023-05-16
US10950756B2 (en) 2021-03-16
US20190386180A1 (en) 2019-12-19
CN110383509B (zh) 2022-12-13
KR20190088562A (ko) 2019-07-26
CN110383509A (zh) 2019-10-25
WO2018106030A9 (ko) 2018-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018106030A1 (ko) 발광소자
WO2017191923A1 (ko) 발광 다이오드
WO2017065545A1 (en) Compact light emitting diode chip and light emitting device including the same
WO2018117382A1 (ko) 고 신뢰성 발광 다이오드
WO2017222279A1 (ko) 반도체 소자
WO2017160119A1 (ko) 반도체 소자 및 이를 포함하는 표시장치
WO2017030396A1 (ko) 발광 소자, 이 소자를 포함하는 발광 소자 패키지 및 이 패키지를 포함하는 발광 장치
WO2017222341A1 (ko) 반도체 소자 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지
WO2019054547A1 (ko) 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치
WO2015156588A1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
WO2016076637A1 (en) Light emitting device
WO2019088763A1 (ko) 반도체 소자
WO2017078402A1 (ko) 광학 플레이트, 조명 소자 및 광원 모듈
WO2016013831A1 (ko) 광원 모듈과 이를 구비한 표시 모듈, 장신구 및 미러
WO2019045167A1 (ko) 발광소자 패키지 및 이를 구비한 광원 장치
WO2017034356A1 (ko) 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지
WO2018044102A1 (ko) 칩 스케일 패키지 발광 다이오드
WO2019124843A1 (ko) 칩 스케일 패키지 발광 다이오드
WO2016117905A1 (ko) 광원 모듈 및 조명 장치
WO2018139770A1 (ko) 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지
WO2017213455A1 (ko) 반도체 소자
WO2018088851A1 (ko) 반도체 소자
WO2018128419A1 (ko) 반도체 소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지
WO2017026753A1 (ko) 발광소자 및 발광소자 패키지
WO2015170848A1 (ko) 발광소자

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17879431

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197019634

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17879431

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1