KR100647814B1 - Light emitting diode device having high luminance characteristics - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광 다이오드 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광적출 효율 및 광발생 효율을 향상시킬 수 있도록 반도체층과 전극의 구조를 변형시킨 발광 다이오드 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode device, and more particularly, to a light emitting diode device in which the structure of the semiconductor layer and the electrode is modified to improve the light extraction efficiency and the light generation efficiency.
본 발명에 일 태양에 따른 발광 다이오드 소자는, 기판; N형반도체층; 광을 발생시키는 활성층; P형반도체층;을 구비하는 발광 다이오드 소자에 있어서, 상기 활성층 및 상기 P형반도체층을 식각하여 적어도 상기 N형반도체층의 일부를 노출시킨 제1노출면과; 상기 제1노출면에 형성된 제1오믹전극과; 상기 P형반도체층상에 형성되어 있고, 상기 P형반도체층의 일부가 제2노출면을 갖도록 개구부를 구비하되, 적어도 1개 이상의 직사각형의 개구부가 격자형으로 반복배열된 메쉬 형상과, 적어도 1개 이상의 사다리꼴의 개구부가 방사형으로 반복배열된 메쉬 형상 또는 상기 제1오믹전극의 대각선방향의 반대쪽모퉁이를 중심으로 상기 제1오믹전극의 방향으로 지그재그형 가지가 뻗어나가는 메쉬 형상 중 선택되는 어느 하나의 형상을 갖는 제2오믹전극과; 상기 제1오믹전극을 형성할 면을 제외한 제1노출면과 제2오믹전극의 형성면을 제외한 P형반도체층인 제2노출면에 랜덤 텍스쳐링이 이루어지며, 상기 제1노출면과 P형반도체층에 Ag, Al, Au, Cr, In, Ir, Ni, Pd, Pb, Pt, Rd, Sn, Ti, W 또는 이를 조합한 금속을 도포하여 고온에서 열처리함으로써 금속 덩어리(Metal cluster)를 형성하고, 포토 리소그라피 공정을 통하여 제1노출면 중 제1오믹전극이 형성된 부분 및 P형반도체층 중 제2오믹전극이 형성되는 부분에 있는 금속 덩어리를 제거하며, 남아있는 금속 덩어리를 이용하여 건식 또는 습식 식각하여 제1오믹전극의 형성면을 제외한 제1노출면 및 제2노출면이 거칠게 형성되는 것을 포함하며, 상기 P형반도체층의 상기 제2노출면 및 상기 제2오믹전극상에 형성되어 있고, 상기 활성층으로부터 발생된 빛을 반도체층 방향으로 반사시키는 플립칩 본딩용 전극과; 상기 플립칩 본딩용 전극에 접합되어 있고, 전류 및 열을 전도하는 도전성 물질과; 상기 도전성 물질에 접합되어 있고, 전류를 상기 N형반도체 방향으로 전달하고 활성층에서 발생된 열을 외부로 방출하는 서브 마운트;로 이루어진 것을 특징으로 한다.In one aspect, a light emitting diode device includes: a substrate; N-type semiconductor layer; An active layer for generating light; A light emitting diode device comprising: a first exposure surface exposing at least a portion of the N-type semiconductor layer by etching the active layer and the P-type semiconductor layer; A first ohmic electrode formed on the first exposure surface; A mesh shape formed on the P-type semiconductor layer, the opening having a portion of the P-type semiconductor layer having a second exposure surface, wherein at least one rectangular opening is repeatedly arranged in a lattice shape, and at least one Any one of the shapes selected from the mesh shape in which the above-described trapezoidal openings are repeatedly arranged radially or the mesh shape in which zigzag branches extend in the direction of the first ohmic electrode about the opposite corner of the diagonal direction of the first ohmic electrode. A second ohmic electrode having; Random texturing is performed on the second exposed surface, which is the P-type semiconductor layer except for the first exposed surface and the second ohmic electrode forming surface, except the surface on which the first ohmic electrode is to be formed, and the first exposure surface and the P-type semiconductor are formed. Ag, Al, Au, Cr, In, Ir, Ni, Pd, Pb, Pt, Rd, Sn, Ti, W or a combination of these metals are applied to the layer and heat treated at high temperature to form metal clusters. Through the photolithography process, to remove the metal mass in the portion where the first ohmic electrode is formed on the first exposure surface and the portion where the second ohmic electrode is formed in the P-type semiconductor layer, and dry or wet using the remaining metal mass Etching includes the first exposure surface and the second exposure surface other than the formation surface of the first ohmic electrode is rough, and is formed on the second exposure surface and the second ohmic electrode of the P-type semiconductor layer Light directed from the active layer toward the semiconductor layer A flip chip bonding electrode which reflects the light to the surface; A conductive material bonded to the flip chip bonding electrode and conducting current and heat; And a sub-mount bonded to the conductive material and transferring current to the N-type semiconductor and dissipating heat generated in the active layer to the outside.
LED, 발광, 다이오드, 고휘도LED, light emitting, diode, high brightness
Description
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다. The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to
도 1은 종래의 메쉬형상의 오믹 전극을 구비한 발광 다이오드 소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a light emitting diode device having a conventional mesh-shaped ohmic electrode.
도 2는 종래의 거친 표면의 반도체층을 구비한 발광 다이오드 소자의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a light emitting diode device having a conventional rough surface semiconductor layer.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 개략적인 사시도이다.3 is a schematic perspective view of a light emitting diode device according to an embodiment of the present invention.
도 4a는 도 3을 S1 방향으로 절개한 단면도이다.4A is a cross-sectional view taken along the direction S1 of FIG. 3.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 단면도이다.4B is a cross-sectional view of a light emitting diode device according to another embodiment of the present invention.
도 5a, 5b, 5c 및 5d는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 상부 평면도이다.5A, 5B, 5C and 5D are top plan views of a light emitting diode device according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 구조의 발광 다이오드 소자의 단 면도이다.6 is a cutaway view of a light emitting diode device having a flip chip structure according to an embodiment of the present invention.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 광투과성 기판 A1 제1노출면10 Light Transmissive Substrate A1 First Exposure Surface
20 N형반도체층 A2 제2노출면20 N-type semiconductor layer A2 second exposure surface
30 활성층 60 광투과성 전극30
40 P형반도체층 70 와이어 본딩용 메탈 패드Metal pad for 40P
50 오믹전극 80 플립칩 본딩용 전극 50
50a 제1오믹전극 90 도전성 물질 50a
50b 제2오믹전극 100 도전성 전극50b
110 서브 마운트 110 submount
본 발명은 발광 다이오드 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광적출 효율 및 광발생 효율을 향상시킬 수 있도록 반도체층과 전극의 구조를 변형시킨 발광 다이오드 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode device, and more particularly, to a light emitting diode device in which the structure of the semiconductor layer and the electrode is modified to improve the light extraction efficiency and the light generation efficiency.
발광 다이오드(Light Emitting diode : 이하, 'LED'라 칭함)는 전기 에너지를 빛으로 변환시키는 고체 소자의 일종으로서, 일반적으로 2개의 상반된 도핑 반도체층(N형,P형) 사이에 개재된 반도체 재료의 활성층을 포함한다. 2 개의 도핑 반도체층 양단에 바이어스가 인가되면, 정공과 전자가 활성층으로 주입된 후 그곳에 서 발광성 재결합되어 빛이 발생된다. 활성 영역에서 발생된 빛은 모든 방향으로 방출되고 그 중 일부가 외부로 노출된 표면을 통해 반도체 칩 밖으로 탈출하게 된다. Light Emitting Diode (hereinafter, referred to as 'LED') is a type of solid-state device that converts electrical energy into light, and is generally a semiconductor material interposed between two opposite doped semiconductor layers (N-type, P-type). It includes an active layer of. When a bias is applied across the two doped semiconductor layers, holes and electrons are injected into the active layer and then luminescent recombination therein to generate light. Light generated in the active region is emitted in all directions, and some of them escape from the semiconductor chip through the exposed surface.
최근, 반도체 재료가 개선됨에 따라 반도체 소자의 효율 또한 향상되고 있다. 새로운 LED는 자외선에서 녹색까지의 스펙트럼에서 효율적인 조도를 허용하는 질화갈륨(GaN)계 재료로 만들어지고 있다. LED가 개선됨에 따라, 교통 신호기, 옥외 및 옥내 디스플레이, 자동차 전조등 및 미등, 종래의 옥내 조명 장치 등 많은 응용 분야에서 종래의 발광체를 대체할 것으로 예상되고 있다. 그러나, 종래의 LED는 활성층에서 발생되는 빛을 모두 방출할 수 없어 그 효율이 제한된다. Recently, as semiconductor materials are improved, the efficiency of semiconductor devices has also been improved. The new LEDs are made of gallium nitride (GaN) -based materials that allow efficient illumination in the ultraviolet to green spectrum. As LEDs improve, it is expected to replace conventional light emitters in many applications, such as traffic signals, outdoor and indoor displays, automotive headlights and taillights, and conventional indoor lighting devices. However, the conventional LED can not emit all the light generated in the active layer is limited in its efficiency.
도1은 종래의 메쉬형상의 오믹전극을 구비한 발광 다이오드 소자의 단면도이다. 기판(10)위에 N형반도체층(20), 활성층(30), P형반도체층(40)을 순차적으로 적층한 뒤 메쉬형상의 오믹전극(50)을 형성시킨다. 여기서, 메쉬 형상이란 P형반도체층(40)의 적어도 일부가 노출되도록 개구부를 갖는 구조이다. 만약, P형반도체(40)층에 개구부를 구비한 오믹전극(50)을 형성시키지 않고 투과성 전극(TP metal: transparence metal)을 형성하게되면, LED가 구동되어 활성층(30)에서 발생한 빛은 그 일부가 P형반도체(40)층과 투과성 전극에서 반사된다. 그 일부가 투과성 전극을 투과하더라도 활성층(30)에서 발생한 빛은 4000Å정도 파장의 가시광선 영역의 빛이기 때문에 수십∼수백(Å)정도의 얇은 두께의 투과성 전극에서는 경계조건(boundary condition)이 만족되지 않아 광손실이 발생하게 된다. 따라서, 개구부를 가지는 오믹전극(50)을 적용하게 되면, 빛이 상기 개구부에서 직접 대기 또는 에폭시로 투과하여 외부로 방출되기 때문에 광손실이 줄어드는 장점이 있다. 1 is a cross-sectional view of a light emitting diode device having a conventional mesh-shaped ohmic electrode. After the N-
상기 오믹전극(50)을 구비하는 LED는 위와 같은 장점을 가지는 한편, 다음과 같은 문제점을 가진다. 전형적인 반도체 재료의 굴절률은 약 2.2∼3.8이기 때문에 대기(n = 1.0) 또는 인캡슐레이팅 에폭시(n ≒ 1.5)에 비해 높은 값을 가진다. 스넬(Snell)의 법칙에 따르면, 굴절률이 높은 영역에서 일정한 임계 각도보다 큰 각도(법선방향기준)로 굴절률이 낮은 영역으로 진행하는 빛은 외부로 투과하지 않고 내부로 100% 반사 즉, 내부전반사(Total Internal Reflection : TIR)하게 된다. 따라서, 활성층(30)으로부터 나온 빛의 일부는 P형반도체층(40)이 대기 또는 에폭시와 접촉하는 면에서 투과하지 못하고 내부로 전반사하는 데 이 빛은 흡수될 때까지 LED내에서 계속 반사되거나, 방출 표면이 아닌 표면 밖으로 탈출할 수 있다. 그렇기 때문에, 메쉬형상의 오믹전극을 구비한 발광 다이오드 소자에서도 광적출 효율(light extraction efficiency)이 저하되는 문제점이 생긴다.While the LED having the
도 2는 종래의 거친 표면의 반도체층을 구비한 발광 다이오드 소자의 단면도이다. 상기 LED는 P형반도체층(40)에 랜덤 텍스쳐링(random texturing) 처리 등을 하여 표면을 거칠게 만든 것이다. 활성층(30)으로부터 발생되어 거친 표면에 도달한 빛은 반사의 법칙에 따라 사방으로 난반사(Diffused Reflection)하게 된다. 따라서 도 1의 LED에서와 같이 내부 전반사된 빛이 표면을 따라 가이딩(guiding)되는 문제점은 발생하지 않기 때문에 광적출 효율이 높다.2 is a cross-sectional view of a light emitting diode device having a conventional rough surface semiconductor layer. The LED is roughened by random texturing on the P-
그러나, 상기 거친 표면의 반도체층에 투과성 전극(60)을 적용하게 되면, 거친 표면이 와이어 본딩용 메탈 패드(70)에서 반도체층(40) 및 활성층(30)으로 전류 가 분산되는 것을 방해한다. 따라서, 반도체층에 캐리어 공급이 원활하게 일어나지 않아 광발생 효율(내부 광자 효율:Internal quantum efficiency)을 떨어뜨리는 문제점이 생긴다.However, when the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 광적출 효율 및 광발생 효율을 높일 수 있는 고휘도 발광 다이오드 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a high brightness light emitting diode device capable of increasing light extraction efficiency and light generation efficiency.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시에 따른 발광 다이오드 소자는, 기판; N형반도체층; 광을 발생시키는 활성층; P형반도체층;을 구비하는 발광 다이오드 소자에 있어서, 상기 활성층 및 상기 P형반도체층을 식각하여 적어도 상기 N형반도체층의 일부를 노출시킨 제1노출면과; 상기 제1노출면에 형성된 제1오믹전극과; 상기 P형반도체층상에 형성되어 있고, 상기 P형반도체층의 일부가 제2노출면을 갖도록 개구부를 구비하되, 적어도 1개 이상의 직사각형의 개구부가 격자형으로 반복배열된 메쉬 형상과, 적어도 1개 이상의 사다리꼴의 개구부가 방사형으로 반복배열된 메쉬 형상 또는 상기 제1오믹전극의 대각선방향의 반대쪽모퉁이를 중심으로 상기 제1오믹전극의 방향으로 지그재그형 가지가 뻗어나가는 메쉬 형상 중 선택되는 어느 하나의 형상을 갖는 제2오믹전극과; 상기 제1오믹전극을 형성할 면을 제외한 제1노출면과 제2오믹전극의 형성면을 제외한 P형반도체층인 제2노출면에 랜덤 텍스쳐링이 이루어지며, 상기 제1노출면과 P형반도체층에 Ag, Al, Au, Cr, In, Ir, Ni, Pd, Pb, Pt, Rd, Sn, Ti, W 또는 이를 조합한 금속을 도포하여 고온에서 열처리함으로써 금속 덩어리(Metal cluster)를 형성하고, 포토 리소그라피 공정을 통하여 제1노출면 중 제1오믹전극이 형성된 부분 및 P형반도체층 중 제2오믹전극이 형성되는 부분에 있는 금속 덩어리를 제거하며, 남아있는 금속 덩어리를 이용하여 건식 또는 습식 식각하여 제1오믹전극의 형성면을 제외한 제1노출면 및 제2노출면이 거칠게 형성되는 것을 포함하며, 상기 P형반도체층의 상기 제2노출면 및 상기 제2오믹전극상에 형성되어 있고, 상기 활성층으로부터 발생된 빛을 반도체층 방향으로 반사시키는 플립칩 본딩용 전극과; 상기 플립칩 본딩용 전극에 접합되어 있고, 전류 및 열을 전도하는 도전성 물질과; 상기 도전성 물질에 접합되어 있고, 전류를 상기 N형반도체 방향으로 전달하고 활성층에서 발생된 열을 외부로 방출하는 서브 마운트로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a light emitting diode device according to an embodiment of the present invention, a substrate; N-type semiconductor layer; An active layer for generating light; A light emitting diode device comprising: a first exposure surface exposing at least a portion of the N-type semiconductor layer by etching the active layer and the P-type semiconductor layer; A first ohmic electrode formed on the first exposure surface; A mesh shape formed on the P-type semiconductor layer, the opening having a portion of the P-type semiconductor layer having a second exposure surface, wherein at least one rectangular opening is repeatedly arranged in a lattice shape, and at least one Any one of the shapes selected from the mesh shape in which the above-described trapezoidal openings are repeatedly arranged radially or the mesh shape in which zigzag branches extend in the direction of the first ohmic electrode about the opposite corner of the diagonal direction of the first ohmic electrode. A second ohmic electrode having; Random texturing is performed on the second exposed surface, which is the P-type semiconductor layer except for the first exposed surface and the second ohmic electrode forming surface, except the surface on which the first ohmic electrode is to be formed, and the first exposure surface and the P-type semiconductor are formed. Ag, Al, Au, Cr, In, Ir, Ni, Pd, Pb, Pt, Rd, Sn, Ti, W or a combination of these metals are applied to the layer and heat treated at high temperature to form metal clusters. Through the photolithography process, to remove the metal mass in the portion where the first ohmic electrode is formed on the first exposure surface and the portion where the second ohmic electrode is formed in the P-type semiconductor layer, and dry or wet using the remaining metal mass Etching includes the first exposure surface and the second exposure surface other than the formation surface of the first ohmic electrode is rough, and is formed on the second exposure surface and the second ohmic electrode of the P-type semiconductor layer Light directed from the active layer toward the semiconductor layer A flip chip bonding electrode which reflects the light to the surface; A conductive material bonded to the flip chip bonding electrode and conducting current and heat; It is bonded to the conductive material, characterized in that consisting of a sub-mount to transfer the current in the direction of the N-type semiconductor and to discharge the heat generated in the active layer to the outside.
바람직하게는, 상기 제1오믹전극의 형성면을 제외한 제1노출면이 랜덤 텍스쳐링 처리된다.
본 발명에 따르면, 상기 랜덤 텍스쳐링 처리는 제1오믹전극을 형성할 면을 제외한 제1노출면과 제2오믹전극의 형성면을 제외한 P형반도체층인 제2노출면에 이루어지며, 상기 제1노출면과 P형반도체층에 Ag, Al, Au, Cr, In, Ir, Ni, Pd, Pb, Pt, Rd, Sn, Ti, W 또는 이를 조합한 금속을 도포하여 고온에서 열처리함으로써 금속 덩어리(Metal cluster)를 형성하는 단계와; 포토 리소그라피 공정을 통하여 제1노출면 중 제1오믹전극이 형성된 부분 및 P형반도체층 중 제2오믹전극이 형성되는 부분에 있는 금속 덩어리를 제거하는 단계와; 남아있는 금속 덩어리를 이용하여 건식 또는 습식 식각하여 제1오믹전극의 형성면을 제외한 제1노출면 및 제2노출면을 거칠게 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.Preferably, the first exposure surface except for the formation surface of the first ohmic electrode is random texturized.
According to the present invention, the random texturing treatment is performed on the second exposure surface, which is a P-type semiconductor layer except for the first exposure surface and the surface on which the second ohmic electrode is to be formed, except for the surface on which the first ohmic electrode is to be formed. Ag, Al, Au, Cr, In, Ir, Ni, Pd, Pb, Pt, Rd, Sn, Ti, W or a combination of these metals are applied to the exposed surface and the P-type semiconductor layer, and then heat-treated at a high temperature. Forming a metal cluster; Removing a metal lump in a portion where the first ohmic electrode is formed on the first exposure surface and a portion where the second ohmic electrode is formed in the P-type semiconductor layer through a photolithography process; Drying or wet etching using the remaining metal agglomerates to roughly form the first exposure surface and the second exposure surface except for the formation surface of the first ohmic electrode.
본 발명에 따르면, 상기 제2오믹전극은 적어도 1개 이상의 직사각형의 개구부가 격자형으로 반복배열된 메쉬 형상과, 적어도 1개 이상의 사다리꼴의 개구부가 방사형으로 반복배열된 메쉬 형상 또는 상기 제1오믹전극의 대각선방향의 반대쪽모퉁이를 중심으로 상기 제1오믹전극의 방향으로 지그재그형 가지가 뻗어나가는 메쉬 형상 중 선택되는 어느 하나의 형상일 수 있다.According to the present invention, the second ohmic electrode has a mesh shape in which at least one or more rectangular openings are repeatedly arranged in a lattice shape, and the mesh shape or at least one trapezoidal opening is repeatedly arranged in a radial shape or the first ohmic electrode. It may be any one shape selected from among a mesh shape in which a zigzag branch extends in the direction of the first ohmic electrode with respect to the opposite corner of the diagonal direction.
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본 발명에 따르면, 상기 제2오믹전극은 상기 P형반도체층의 가운데를 중심으로 하여 바깥쪽으로 거미줄모양으로 뻗어나가는 메쉬 형상이고, 상기 제1오믹전극은 상기 P형반도체층을 둘러싸는 폐곡선형상일 수 있다.
본 발명에 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 소자는 기판; N형반도체층; 광을 발생시키는 활성층; P형반도체층; 투과성 전극; 와이어 본딩용 메탈 패드;를 구비하고, 상기 활성층 및 상기 P형반도체층을 식각하여 적어도 상기 N형반도체층의 일부를 노출시킨 제1노출면; 상기 제1노출면에 형성된 제1오믹전극;을 구비하고, 상기 제1오믹전극의 형성면을 제외한 제1노출면이 랜덤 텍스쳐링 처리된 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the second ohmic electrode has a mesh shape extending outwardly in a spider web shape centering on the center of the P-type semiconductor layer, and the first ohmic electrode has a closed curve shape surrounding the P-type semiconductor layer. Can be.
In accordance with another aspect of the present invention, a light emitting diode device includes a substrate; N-type semiconductor layer; An active layer for generating light; P-type semiconductor layer; Transmissive electrodes; A first pad comprising a metal pad for wire bonding, wherein the active layer and the P-type semiconductor layer are etched to expose at least a portion of the N-type semiconductor layer; And a first ohmic electrode formed on the first exposed surface, wherein the first exposed surface except for the forming surface of the first ohmic electrode is randomly textured.
본 발명에 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 소자는 기판; N형반도체층; 광을 발생시키는 활성층; P형반도체층; 투과성 전극; 와이어 본딩용 메탈 패드;를 구비하고, 상기 활성층 및 상기 P형반도체층을 식각하여 적어도 상기 N형반도체층의 일부를 노출시킨 제1노출면; 상기 제1노출면에 형성된 제1오믹전극;을 구비하고, 상기 제1오믹전극의 형성면을 제외한 제1노출면이 랜덤 텍스쳐링 처리된 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, a light emitting diode device includes a substrate; N-type semiconductor layer; An active layer for generating light; P-type semiconductor layer; Transmissive electrodes; A first pad comprising a metal pad for wire bonding, wherein the active layer and the P-type semiconductor layer are etched to expose at least a portion of the N-type semiconductor layer; And a first ohmic electrode formed on the first exposed surface, wherein the first exposed surface except for the forming surface of the first ohmic electrode is randomly textured.
본 발명에 따르면, 상기 P형반도체층은 마그네슘(Mg)이 도핑된 질화갈륨(GaN)이고, 상기 N형반도체층은 실리콘(Si)이 도핑된 질화갈륨(GaN)이고, 상기 활성층은 질화갈륨(GaN)일 수 있다.According to the present invention, the P-type semiconductor layer is gallium nitride (GaN) doped with magnesium (Mg), the N-type semiconductor layer is gallium nitride (GaN) doped with silicon (Si), and the active layer is gallium nitride (GaN).
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이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 개략적인 사시도이고, 도 4a는 도 3을 S1 방향으로 절개한 단면도이다. 3 is a schematic perspective view of a light emitting diode device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the direction S1 of FIG. 3.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예를 구현하기 위해, 먼저 소정의 기판(10) 상에 에피텍시얼 공정을 적용하여 N형반도체층(20), 활성층(30), P형반도체층(40)을 형성시킨다. 기판(10)은 광투과성인 사파이어 기판이 사용될 수 있다. N형반도체층(20)은 실리콘(Si)이 도핑된 질화갈륨(GaN:gallium nitride)로 형성하고, P형반도체층(40)은 마그네슘(Mg)이 도핑된 질화갈륨(GaN)로 형성하는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 활성층(30)은 질화갈륨(GaN), 질화갈륨 알루미늄 (AlGaN), 질화갈륨인듐(InGaN)이 주로 사용되며, 빛의 종류에 따라 알루미늄(Al)과 인듐(In)의 양을 조절할 수 있다.Referring to FIG. 3, in order to implement an embodiment of the present invention, an N-
이어서, N형반도체층(20)을 노출시키기 위해서 활성층(30)과 P형반도체층(40)의 일부를 포토 리소그라피(photo lithography) 공정을 적용하여 식각한다. 그러면, N형반도체층(20)에 제1노출면(A1)이 형성된다. 바람직하게는, 활성층(30)과 P형반도체층(40)의 테두리를 식각하여 N형반도체층(20)의 바깥둘레에 제1노출면(A1)이 형성되도록 한다. 그리고, 상기 N형반도체층(20)상의 한쪽 모퉁이에 제1오믹전극(50a)을 형성시키기 위해 제1노출면(A1)의 한쪽 모퉁이는 대략 직사각형모양의 면을 가지도록 활성층(30) 및 P형반도체층(40)을 식각한다.Subsequently, in order to expose the N-
그런 다음, 제1오믹전극(50a)을 형성할 면을 제외한 제1노출면(A1) 및 제2노출면(A2)에 랜덤 텍스쳐링 처리를 한다. 여기서, 제2노출면(A2)는 제2오믹전극(50b)의 형성면 제외한 P형반도체층(40)으로서, 제2오믹전극(50b)의 개구부를 통해서 외부에 노출되는 면을 포함한다.Thereafter, random texturing is performed on the first and second exposed surfaces A1 and A2 except for the surface on which the first
랜덤 텍스쳐링 처리란, 표면을 거칠게 만드는 공정이다. 랜덤 텍스쳐링 구조를 만드는 방법에는 여러 가지가 있는데, 금속류(Ag, Al, Au, Cr, In, Ir, Ni, Pd, Pb, Pt, Rd, Sn, Ti, W 또는 이를 조합한 금속)을 N형반도체층(20)의 제1노출면(A1)과 P형반도체층(40)에 도포하여 고온에서 열처리함으로써 금속 덩어리(Metal cluster)를 형성한다. 그런 다음, 포토 리소그라피 공정을 통하여 제1노출면(A1) 중 제1오믹전극(50a)이 형성된 부분 및 P형반도체층(40) 중 제2오믹전극(50b)이 형성되는 부분에 있는 금속 덩어리를 제거한 후, 남아있는 금속 덩어리를 이용하여 건식 또는 습식 식각하여 제1오믹전극(50a)의 형성면을 제외한 제1노출면(A1) 및 제2노출면(A2)을 거칠게 만들 수 있다.Random texturing is a process of making a surface rough. There are several ways to create a random texturing structure, where N-type metals (Ag, Al, Au, Cr, In, Ir, Ni, Pd, Pb, Pt, Rd, Sn, Ti, W, or a combination thereof) are N-type. Metal clusters are formed by coating the first exposed surface A1 and the P-
또는, 규소혼합물(SiO2, Si3N4)을 다공성(porous) 성장 등의 방법으로 표면을 거칠게 성장한 후, 역시 포토 리소그라피 방법으로 제1오믹전극(50a)이 형성될 부분을 제외한 제1노출면(A1)과 제2노출면(A2)을 ICP, RIE 등의 방법으로 식각하는 방법도 있다.Alternatively, after the silicon mixture (SiO 2 , Si 3 N 4 ) is grown roughly on the surface by a method such as porous growth, the first exposure except for the portion where the first
또한, 규소혼합물(SiO2, Si3N4)을 성장하고, 금속류(Ag, Al, Au, Cr, In, Ir, Ni, Pd, Pb, Pt, Rd, Sn, Ti, W 또는 이를 조합한 금속)를 도포하여 고온에서 열처리함으로써 금속 덩어리(Metal cluster)를 형성한 후, 이 금속 덩어리를 이용하여 역시 포토 리소그라피 공정을 통하여 제1오믹전극(50a)이 형성될 부분을 제외한 제1노출면(A1)과 제2노출면(A2)을 선택적으로 식각(Wet 및 Dry)할 수도 있다.In addition, a silicon mixture (SiO 2, Si 3 N 4 ) is grown, and metals (Ag, Al, Au, Cr, In, Ir, Ni, Pd, Pb, Pt, Rd, Sn, Ti, W or metals in combination thereof ) To form a metal cluster by heat treatment at a high temperature, and then the first exposure surface A1 except for a portion where the first
랜덤 텍스쳐링 처리를 하는 이유는 활성층에(30)에서 발생되는 광자들을 제1노출면(A1)과 제2노출면(A2)에서 난반사시키고자 하기 위함인데, 이에 대한 자세한 내용은 도 4a와 함께 후술하도록 한다. The reason of the random texturing is to diffuse the photons generated in the
위와 같이 N형 및 P형반도체층에 오믹전극(50a,50b)을 형성시킨 다음에 랜덤 텍스쳐링 처리하기 때문에 제1오믹전극(50a)과 제2오믹전극(50b)의 밑면은 여전히 매끄러운 표면을 유지한다. 오믹전극(50a,50b)의 재료로서 Ti, Al, Au, Ni, Pt, Pd, Ag, Rh 또는 이들의 혼합물로 형성할 수 있지만, Al, Pt, Cr와 같은 백색금속을 사용하면 상기 밑면의 반사율을 높일 수 있다.Since the
위와 같이 N형 및 P형반도체층에 랜덤 텍스쳐링 처리를 한 다음, 포토 리소그라피 공정을 통하여 제1노출면(A1)의 한쪽 구석에 제1오믹전극(50a)을 형성하고, P형반도체층(40)상에 제2오믹전극(50b)을 형성시킨다.After random texturing on the N-type and P-type semiconductor layers as described above, a first
이 때, 제2오믹전극(50b)은 개구부를 가지는 메쉬 형상으로 형성시키는데, 여기서 메쉬 형상이란 개구부를 가지는 망상 구조를 포괄하는 명칭으로서, 도 3에 도시된 바와 같은 격자무늬가 대표적인 메쉬 형상이다. 메쉬 형상의 구체적이고 다양한 실시예는 도 5a 내지 도 5d와 함께 후술하도록 한다.At this time, the second
이상은 오믹전극(50a, 50b)를 형성하기 전에 오믹전극(50a, 50b)이 형성될 부분을 제외한 N형반도체층(20) 및 P형반도체층(40)의 윗면을 랜덤 텍스쳐링 처리하는 방법에 대한 설명이다. 그러나, 먼저 오믹전극(50a, 50b)를 형성한 다음, 오믹전극(50a, 50b)이 형성된 부분을 제외한 N형반도체층(20) 및 P형반도체층(40)의 윗면에 랜덤 텍스쳐링 처리할 수도 있는데, 이 경우 오믹전극이 스스로 정렬기(aligner) 역할을 하게 된다.The above is a method of random texturing the upper surfaces of the N-
위와 같은 공정을 통하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 소자가 제작된다.Through the above process, a light emitting diode device according to an embodiment of the present invention is manufactured.
도 4a를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 고휘도 원리를 설명하고자 한다. 도 3에 나타낸 소자와 마찬가지로 기판(10), N형반도체층(20), 활성층(30), P형반도체층(40), 제1오믹전극(미도시), 제2오믹전극(50b)을 구비한다. Referring to FIG. 4A, a principle of high brightness of a light emitting diode device according to an exemplary embodiment will be described. Like the device shown in FIG. 3, the
상기 N형반도체층(20)의 제1노출면(A1)상에는 제1오믹전극(미도시)이 형성되어 있고, N형반도체층(20)의 제1노출면(A1)은 상기 제1오믹전극(미도시) 형성된 면을 제외한 부분에 랜덤 텍스쳐링 처리가 되어 있다. 상기 P형반도체층(40)에도 제2노출면(A2)에 랜덤 텍스쳐링 처리가 되어 있다.A first ohmic electrode (not shown) is formed on the first exposure surface A1 of the N-
제1오믹전극(미도시)와 제2오믹전극(50b)에 와이어를 부착하여 양단에 바이어스 전압을 인가하면, 전자 및 정공이 각각 제1오믹전극(미도시)과 제2오믹전극(50b)을 통해 활성층(30)으로 유입되고, 활성층(30)에서 전자와 정공이 결합되면서 빛이 발생한다. 이 빛은 모든 방향으로 방출이 되는데, 이 빛은 반도체층의 노출면(A1,A2)을 통해 외부로 직접 방출되기도 하고, 제1오믹전극(미도시) 또는 제2오믹전극(50b)의 밑면에서 반사하여 소자내부에서 가이딩되다가 외부로 방출되기도 한다.When a wire is attached to both the first ohmic electrode (not shown) and the second
모든 방향으로 방출되는 빛 중에서 법선방향을 기준으로 임계각보다 큰 각도로 입사하는 빛은 다시 내부로 전반사(TIR)하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드의 N형반도체층(20)과 P형반도체층의(40) 표면은 랜덤 텍스쳐링 처리가 되어 있기 때문에, 임계각보다 큰 각도로 입사하더라도 전반사(TIR)하지 않고 난반사(Diffused Reflection)하여 빛이 외부로 투과한다. Of the light emitted in all directions, the light incident at an angle greater than the critical angle based on the normal direction is totally reflected internally (TIR), but the N-
물론, 종래발명과 같은 매끄러운 면에서 전반사한 빛도 내부에서 가이딩되다가 다른 면을 통해 외부로 방출될 수도 있지만, 내부에서 가이딩되는 과정에서 광손실이 발생하여 외부로 방출되는 빛의 양이 극히 적게된다. 따라서, 거친표면에서는 난반사하여 외부로 방출되는 빛의 양이 많기 때문에 매끄러운 면에 비해 광적출 효율(light extraction efficiency)이 높다.Of course, the light that is totally reflected on the smooth side as in the conventional invention may be guided from the inside to be emitted to the outside through the other side, but the amount of light emitted to the outside due to light loss occurs during the guiding process inside Less. Therefore, the light extraction efficiency is higher than that of the smooth surface because a large amount of light is diffused by rough reflection on the rough surface.
또한, 상기 제2오믹전극(50b)은 개구부를 구비하고 있고, 제2오믹전극(50b) 아랫 면은 매끄러운 구조로 되어 있다. 상기 개구부를 통해 노출되어 있는 P형반도체층의 제2노출면(A2)에만 랜덤 텍스쳐링 처리가 되어 있기 때문에 제2오믹전극(50b)은 거친 표면에 대한 영향을 받지 않는다. 따라서, 거친 표면에 있어서 전류분산이 잘되지 않는 문제점이 본 발명에서는 발생되지 않는다. In addition, the second
다시 말해서, 상기 제2오믹전극(50b)은 거친 표면의 반도체층(40)에 적용되면서도 제2오믹전극(50b)의 밑면은 매끄러운 구조이기 때문에, 외부로부터 공급되는 캐리어의 흐름이 원활하게 이루어진다. 따라서, 전자와 정공의 결합으로 인한 광발생 효율 또한 높아진다.In other words, while the second
한편, 매끄러운 구조로 되어 있는 제1오믹전극(미도시) 제2오믹전극(50b)의 밑면에 반사율을 높이기 위해, 전극의 재료로 Al, Pt, Cr과 같은 백색금속을 사용하면, 활성층에서 발생하여 제1오믹전극(미도시) 또는 제2오믹전극(50b)의 밑면에 입사한 후 다시 내부로 반사하는 빛의 양이 많아지게 된다. 이 경우, 반사광 중 다른 면을 통해 외부로 방출하는 되는 빛의 양 또한 많아져서 광적출 효율이 상승한다.On the other hand, when a white metal such as Al, Pt, Cr is used as the material of the electrode in order to increase the reflectance on the bottom surface of the first ohmic electrode (not shown) second
본 발명에 따른 발광 다이오드 소자는 위와 같은 원리로 광적출효율 및 광발생효율이 높기 때문에 고휘도의 특성을 가지게 된다.The light emitting diode device according to the present invention has the characteristics of high brightness because the light extraction efficiency and the light generation efficiency is high in the same principle as above.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 단면도이다. 도 4b에 나타낸 발광 다이오드 소자를 도 4a에 나타낸 발광 다이오드 소자와 비교해보면, P형반도체층(40)에 랜덤 텍스쳐링 처리를 하지 않고, 제2오믹전극 대신 광투과성 전극(60) 및 와이어본딩을 위한 메탈 패드(70)를 형성시킨 형태이다. 그리고, 도 4a에 나타낸 소자와 같이 N형반도체층(20)의 오믹전극(50a)의 형성면 이외 의 제1노출면(A1)에 랜덤 텍스쳐링 처리가 되어 있다. 4B is a cross-sectional view of a light emitting diode device according to another embodiment of the present invention. Comparing the light emitting diode device shown in FIG. 4B with the light emitting diode device shown in FIG. 4A, the P-
본 실시예에 따르면 P형반도체층(40)으로 임계각보다 큰 각으로 입사한 빛은 광투과성 전극(60)에서 내부로 전반사하지만, 이 빛 중 내부에서 다시 반사하여 임계각보다 큰 각도로 N형반도체층(20)으로 입사한 빛은 난반사하여 외부로 방출된다.According to the present embodiment, the light incident on the P-
즉, 본 실시예의 경우도 도 4a에 나타낸 실시예와 마찬가지로 제1오믹전극(50a) 밑면은 매끄러운 형상을 가지므로, 이 밑면에 입사한 빛은 내부로 반사하였다가 다시 외부로 방출되어 광적출 효율에 기여한다.That is, in this embodiment as well, as in the embodiment shown in FIG. 4A, the bottom surface of the first
이하, 도 5a 내지 도 5d를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태의 제2오믹전극(50b)을 설명하도록 한다.Hereinafter, various types of second
도 5a, 5b, 5c 및 5d는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 상부 평면도이다.5A, 5B, 5C and 5D are top plan views of a light emitting diode device according to an embodiment of the present invention.
도 5a를 참조하면, 제1오믹전극(50a)이 N형반도체층(20)의 제1노출면(A1)상의 한쪽 모퉁이에 형성되어 있고, P형반도체층(40)상에 메쉬 형상의 제2오믹전극(50b)이 형성되어 있다. 상기 제2오믹전극(50b)은 P형반도체층(40)이 제2노출면(A2)을 가지도록 개구부를 구비하고 있는데, 상기 개구부는 직사각형이 격자형으로 반복해서 배열되어 있다. 여기서, 제2오믹전극(50b)은 제1오믹전극(50a)이 형성된 모퉁이의 대각선방향으로 반대쪽에 일정한 면적내에 개구부가 없는 부분을 구비하는 것이 좋다. 이는 개구부가 없는 부분과 제1오믹전극(50a)에 바이어스 전압을 인가하기 위해 각각 와이어를 본딩하기 위한 부분이다.Referring to FIG. 5A, the first
상기 제1오믹전극(50a)의 형성면을 제외한 제1노출면(A1) 및 상기 제2노출면(A2)상에 랜덤 텍스쳐링 처리가 되어 있는 상태이므로, 임계각보다 큰 각도로 입사한 빛도 난반사하여 외부로 방출된다.Since random texturing is performed on the first exposure surface A1 and the second exposure surface A2 excluding the formation surface of the first
도 5b를 참조하면, 제1오믹전극(50a)이 N형반도체층(20)의 제1노출면(A1)상의 한쪽 모퉁이에 형성되어 있고, 다른쪽 모퉁이로부터 방사형으로 퍼져나가는 메쉬 형상의 제2오믹전극(50b)이 형성되어 있다. 상기 제2오믹전극(50b)이 구비하는 개구부 모양은 사다리꼴 형태로서, 구체적으로는, 사다리꼴의 마주보는 두 변이 부채꼴호이고, 마주보는 다른 두변이 테이퍼진 직선형태이다. Referring to FIG. 5B, the first
또한, 제2오믹전극(50b)은 도 5a에서 나타낸 실시예와 마찬가지로 제1오믹전극(50a)이 형성된 모퉁이의 대각선방향 반대쪽에 일정한 면적내에 개구부가 없는 부분을 구비하는 것이 바람직하다.In addition, as in the embodiment shown in FIG. 5A, the second
상기 개구부가 없는 부분으로부터 상기 사다리꼴이 방사형으로 배열되어 있고, 상기 사다리꼴 개구부는 직선형태의 맞변이 서로 어긋나도록 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이는 직선형태로 배열될 경우 그 직선을 따라 가이딩되는 빛이 발생할 수 있는데, 이 직선을 어긋나도록 하면 가이딩되는 빛을 줄여 광적출 효율을 높일 수 있다.It is preferable that the said trapezoid is arranged radially from the part without the said opening part, and the said trapezoid opening part is arrange | positioned so that the right side of a linear form may mutually shift | deviate. This may cause light to be guided along a straight line when arranged in a straight line. When the straight line is shifted, the light to be guided may be reduced to increase light extraction efficiency.
상기 개구부가 없는 부분으로부터 제1오믹전극(50a)에 가까울수록 사다리꼴 개구부의 크기를 크게 하여, 전류분산이 골고루되도록 할 수 있다.As the first
도 5c에 나타난 제2오믹전극(50b)은 제1오믹전극(50a)의 대각선방향 반대쪽 모퉁이로부터 제1오믹전극(50a) 방향으로 지그재그형 가지가 뻗어나가는 형태이다. 상기 모퉁이에 와이어 본딩을 위해 일정면적내에 개구부가 없는 다각형을 구비하고 있다.The second
도 5d에 나타난 제2오믹전극(50b)은 P형반도체층(40) 가운데를 중심으로 하여 바깥쪽으로 거미줄모양으로 뻗어나가는 모양이다. 여기서 거미줄모양이란, 방사형으로 뻗어나가는 선과 여러개의 실질적인 동심원호들이 교차하는 형상을 말한다.The second
개구부 없는 다각형이 P형반도체층(40) 중앙에 형성되어 있기 때문에, 제1오믹전극(50a)은 제1노출면(A1)상에서 P형반도체층(40)을 둘러싸는 폐곡선형상으로 형성되는 것이 바람직하다.Since the polygon without the opening is formed in the center of the P-
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 구조의 발광 다이오드 소자의 단면도이다. 도 6에 나타난 발광 다이오드 소자는 도 4a에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 소자에 플립칩 구조로 패키지(package)한 것이다.6 is a cross-sectional view of a light emitting diode device having a flip chip structure according to an embodiment of the present invention. The light emitting diode device shown in FIG. 6 is packaged in a flip chip structure in the light emitting diode device according to the exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 4A.
그 구조를 살펴보면, 도 4a에 나타낸 발광 다이오드 소자와 마찬가지로 기판(10);N형반도체층(20);활성층(30);P형반도체층(40);제2오믹전극(50b);제1오믹 전극(50a)를 구비하고 있다. 상기 제2오믹전극(50b)은 역시 개구부를 가지고 있는 메쉬 형상이다. 또한, 상기 P형반도체층(40)의 제2노출면(A2) 및 제2오믹전극(50b)에 플립칩 본딩용 전극(80) 접합되어 있고, 도전성 물질(90); 도전성 전극(100); 서브 마운트(110)가 순차적으로 형성되어 있다.Looking at the structure, as in the light emitting diode device shown in Figure 4a, the
상기 플립칩 본딩용 전극(80)은 활성층(30)에서 발생하여 P형반도체층(40)으로 입사한 빛을 반도체층 방향으로 반사시켜주는 역할을 한다. 반사율이 높은 Pt, Al과 같은 백색금속이 적당하며, 도전성 물질(90)과 결합이 용이한 물질이 바람직하다. The flip
상기 도전성 물질(90)은 상기 플립칩 본딩용 전극(80)과 도전성 전극(100)을 물리적으로 접합시키며, 전류 및 열을 전도하는 역할을 한다. The
상기 도전성 전극(100)은 서브 마운트(110)가 완전한 금속이 아닐 경우(ex: Si wafer)에 서브 마운트(110)에 저항성 접촉을 형성하여 전류 흐름을 원활하게 한다. 도전성 전극(100)의 재료로는 Ti/Au 또는 Ti/Al 금속 등이 사용된다.The
상기 서브 마운트(110)는 전류를 전도하고 열을 외부로 방출하는 역할을 하며, 전기전도성과 열전도성이 좋은 실리콘 웨이퍼(Si wafer), Cu, Al 등으로 제작된다.The sub-mount 110 serves to conduct current and emit heat to the outside, and is made of silicon wafer (Si wafer), Cu, Al, etc. having good electrical conductivity and thermal conductivity.
위와 같은 플립칩 구조의 발광 다이오드 소자에서 활성층(30)으로부터 P형반도체층(40)의 노출면(A2)으로 방사된 빛은 반사율이 좋은 플립칩 본딩용 전극(80)면에서 다시 P형반도체층(40) 내부로 난반사된다. 그런 다음, 이 빛은 광투과성 기판(10)을 투과하여 외부로 방출되거나, 내부에서 다시 반사하여 N형반도체층(20)의 노출면(A1)에서 난반사하여 외부로 방출된다.In the light emitting diode device having the flip-chip structure as described above, the light emitted from the
본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 구조의 발광 다이오드 소자는 도 6에 나타낸 발광 다이오드 소자와 유사하며, 제2오믹전극(50b)이 불연속적인 도트(dot) 형상이라는 점에서만 차이가 있다. 플립칩 구조에서는 플립칩 본딩용 전극(80)이 제2오믹전극(50b) 뿐만 아니라 P형반도체층(40)의 노출면(A1)에도 접합되어 있기 때문에 제2오믹전극(50b)이 불연속적이어도 전류흐름의 문제가 생기지 않기 때문에 도트(dot)형상의 오믹전극(50b)도 가능하다.The light emitting diode device of the flip chip structure according to another embodiment of the present invention is similar to the light emitting diode device shown in FIG. 6, except that the second
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
본 발명의 일 측면에 따르면, 반도체층 표면에 랜덤 텍스쳐링 구조를 도입함으로써 거친 표면에서 난반사하여 외부로 방출되는 빛이 많아지게 함으로써 발광 다이오드 소자의 광적출 효율을 높일 수 있다.According to an aspect of the present invention, by introducing a random texturing structure on the surface of the semiconductor layer it is possible to increase the light extraction efficiency of the light emitting diode device by increasing the light emitted by the diffuse reflection on the rough surface.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 개구부를 구비한 제2오믹전극으로 거친 표면의 영향을 받지 않음으로 원활한 전류 분산이 가능하기 때문에 발광 다이오드 소자의 광발생 효율을 높일 수 있다.According to another aspect of the present invention, since the second ohmic electrode having the opening is not affected by the rough surface and thus smooth current distribution is possible, the light generation efficiency of the light emitting diode device can be improved.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제2오믹전극의 밑면을 매끄러운 구조로 하고 오믹전극을 반사율이 높은 재료를 사용함으로써 P형반도체층과 제2오믹전극의 형성면에서 반사되는 빛의 양을 많게 하여 광적출 효율을 높이고, 고휘도 발광 다이오드 소자를 제공할 수 있다.
According to another aspect of the present invention, the bottom surface of the second ohmic electrode is made smooth and the ohmic electrode is made of a material having high reflectance, thereby increasing the amount of light reflected from the formation surface of the P-type semiconductor layer and the second ohmic electrode. Therefore, the light extraction efficiency can be improved, and a high brightness light emitting diode device can be provided.
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