KR102085897B1 - 발광 소자 및 발광 소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
발광 소자는 제1 기판 상에 배치되고 적어도 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물과, 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제1 전극과, 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극과, 제1 전극 및 제2 전극 중 하나의 전극 상에 배치되는 MIM 구조물을 포함한다.
Description
실시예는 발광 소자에 관한 것이다.
실시예는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 소자 및 발광 소자 패키지에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다.
발광 소자는 예컨대 반도체 물질로 형성되어 전기 에너지를 빛으로 변환하여 주는 반도체 발광 소자 또는 반도체 발광 다이오드이다.
발광 소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 반도체 발광 소자로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
발광 소자는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치의 백라이트 유닛, 전광판과 같은 표시 소자, 가로등과 같은 조명 소자로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
실시예는 고 신뢰선을 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시예는 수율을 향상시킬 수 있는 발광 소자를 제공한다.
실시예는 정전기를 방지할 수 있는 발광 소자를 제공한다.
실시예는 상기 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시예에 따르면, 발광 소자는, 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 배치되고, 적어도 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 하나의 전극 상에 배치되는 MIM 구조물을 포함한다.
실시예에 따르면, 발광 소자 패키지는, 캐비티를 포함하는 제2 기판; 상기 제2 기판 상에 배치되는 제1 및 제2 전극층; 상기 제2 기판의 상기 캐비디에 배치되는 상기 발광 소자; 상기 제1 전극 상에 배치되고 상기 제1 전극층에 전기적으로 연결되는 제1 범프; 상기 제2 전극 상에 배치되고 상기 제2 전극층에 전기적으로 연결되는 제2 범프; 및 상기 발광 소자를 둘러싸는 몰딩 부재를 포함한다.
실시예에 따르면, 발광 소자 패키지는, 제3 기판; 상기 제3 기판 상에 배치되는 제1 및 제2 전극층; 상기 제3 기판 상에 배치되는 상기 발광 소자; 상기 제1 전극 상에 배치되고 상기 제1 전극층에 전기적으로 연결되는 제1 범프; 상기 제2 전극 상에 배치되고 상기 제2 전극층에 전기적으로 연결되는 제2 범프; 및 상기 발광 소자를 둘러싸는 광학 부재를 포함한다.
실시예는 발광 구조물뿐만 아니라 MIM 구조물을 포함한 발광 소자를 제조함으로써, 별도로 정전기 방지 회로를 구비할 필요가 없으므로 구조가 단순하다.
실시예는 MIM 구조물에 의해 발광 소자를 보호하여 줌으로써, 고 신뢰성을 갖는 발광 소자를 제조할 수 있다.
실시예는 MIM 구조물에 의해 정정기에 의한 발광 소자의 파괴를 방지하여 줌으로써, 양산 수율을 향상시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자를 확대한 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 소자 패키지의 전기적 등가 회로를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 MIM 구조물의 V-I 특성을 보여주는 도면이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 7은 제4 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 8은 제5 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 9는 제6 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 10은 제7 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자를 확대한 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 소자 패키지의 전기적 등가 회로를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 MIM 구조물의 V-I 특성을 보여주는 도면이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 7은 제4 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 8은 제5 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 9는 제6 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 10은 제7 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
제1 내지 제7 실시예에 기재된 바디와 서브 마운트는 통칭하여 기판이라 명명될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1)는 바디(3), 제1 및 제2 전극층(7, 9) 및 발광 소자(10)를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지(1)는 상기 발광 소자(10)를 둘러싸도록 형성된 몰딩 부재(38)를 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 몰딩 부재(38)는 단일층 구조이거나 다층 구조일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 다층 구조는 서로 상이한 종류의 몰딩 물질로 형성되거나 서로 동일한 종류의 몰딩 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 바디(3)는 상기 발광 소자(10)를 지지하는 역할을 하고 상기 발광 소자(10)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전기적 연결을 위해, 상기 바디(3)에는 상기 제1 및 제2 전극층(7, 9)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 발광 소자(10)는 상기 제1 및 제2 전극층(7, 9)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 바디(3)는 지지 강도가 우수하고 방열 성능이 우수한 재질로 형성될 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 바디(3)는 예컨대, 실리콘 재질, 합성수지 재질, 세라믹 재질 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다.
상기 바디(3)는 하부 영역과 상기 하부 영역 위에 형성된 상부 영역을 포함할 수 있다. 상기 상부 영역에 캐비티(5)가 형성될 수 있다. 상기 캐비티(5)는 상기 상부 영역의 상면의 일부 영역으로부터 내부 방향으로 형성된 빈 공간일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 캐비티(5)에 의해 상기 하부 영역의 상부 일부가 노출될 수 있다.
상기 상부 영역은 상기 캐비티(5)에 의해 형성된 내측면과 바닥면을 포함할 수 있다. 상기 바닥면은 상기 캐비티(5)에 의해 노출된 상기 하부 영역의 상면일 수 있다. 상기 내측면은 상기 바닥면에 대해 기울어진 경사면을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 및 제2 전극층(7, 9)은 서로 전기적으로 분리되며 서로 공간적으로 이격될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극층(7, 9)은 상기 바디(3)의 하부 영역과 상부 영역 사이에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 제1 및 제2 전극층(7, 9) 각각은 상기 바디(3)의 하부 영역의 상면 상에 형성되어 상기 캐비티(5)에 의해 노출될 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극층(7, 9) 각각은 상기 바디(3)의 하부 영역의 상면으로부터 상기 바디(3)의 하부 영역과 상부 영역 사이를 통해 상기 바디(3)의 외부로 연장될 수 있다. 이와 같이 연장된 제1 및 제2 전극층(7, 9)은 도시되지 않은 전원 공급부에 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.
상기 바디(3)의 외부로 연장된 제1 및 제2 전극층(7, 9)은 상기 바디(3)의 측면 및/또는 하면으로 더 연장될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도시되지 않았지만, 상기 제1 및 제2 전극층(7, 9)은 상기 바디(3)의 하부 영역을 상하로 관통하여 형성될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 및 제2 전극층(7, 9)은 전기 전도도가 우수하며 내 부식성이 강한 금속 재질, 예컨대 Cu, Al, Cr, Pt, Ni, Ti, Au 및W로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 합금으로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 상기 제1 및 제2 전극층(7, 9)이 위치된 상태에서 몰딩 주입 공정을 이용하여 바디(3)를 형성하는 재질이 주입된 후 경화되어 바디(3)가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 전극층(7, 9)이 상기 바디(3)에 고정될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 소자(10)는 상기 캐비티(5)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 발광 소자(10)는 상기 제1 및/또는 제2 전극층(7, 9) 상에 형성될 수 있다.
상기 발광 소자(10)는 플립칩형(flip-chip type) 발광 소자일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 소자(10)는 플립칩 본딩 방식을 이용하여 상기 제1 및 제2 전극층(7, 9)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 범프(28, 30)를 이용하여 상기 발광 소자(10)가 상기 제1 및 제2 전극층(7, 9)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 범프(28, 30)는 상기 발광 소자(10) 상에 형성되거나 상기 제1 및 제2 전극층(7, 9) 상에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 소자(10)는 도 2에 도시한 바와 같이, 성장 기판(12), 발광 구조물(20), 제1 및 제2 전극(24, 26) 및 MIM 구조물(36)을 포함할 수 있다.
상기 성장 기판(12)은 상기 발광 구조물(20)을 성장시키는 한편 상기 발광 구조물(20)을 지지하는 역할을 하며, 발광 구조물(20)의 성장에 적합한 물질로 형성될 수 있다. 상기 성장 기판(12)은 상기 발광 구조물(20)의 격자 상수와 유사하고 열적 안정성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 성장 기판(12)은 예컨대, 전도성 기판, 화합물 반도체 기판 및 절연성 기판 중 하나일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 성장 기판(12)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP 및 Ge로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 성장 기판(12)은 도전성을 갖도록 도펀트를 포함할 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 도펀트를 포함하는 상기 성장 기판(12)은 전극층으로 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 성장 기판(12)이 전극층으로 사용되는 경우, 상기 제1 전극(24)은 형성되지 않을 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 소자(10)는 상기 성장 기판(12)과 상기 발광 구조물(20) 사이에 형성된 버퍼층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 성장 기판(12)과 상기 발광 구조물(20) 사이의 격자 상수 차이를 완화하여 줄 수 있다. 또한, 상기 버퍼층은 상기 성장 기판(12)를 이루는 물질이 상기 발광 구조물(20)로 확산되는 것을 방지하여 주거나, 상기 성장 기판(12)의 상면에 형성되는 리세스(recess)와 같은 결함(melt-back) 현상을 방지하여 주거나, 응력을 제어하여 상기 발광 구조물(20)의 크랙(crack)이나 성장 기판(12)의 깨짐을 방지하여 줄 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 구조물(20)은 다수의 화합물 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조물(20)은 적어도 제1 도전형 반도체층(14), 활성층(16) 및 제2 도전형 반도체층(18)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 버퍼층, 상기 제1 도전형 반도체층(14), 상기 활성층(16) 및 상기 제2 도전형 반도체층(18)은 II-VI족 또는 III-V족 화합물 반도체 재질, 즉 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 버퍼층, 상기 제1 도전형 반도체층(14), 상기 활성층(16) 및 상기 제2 도전형 반도체층(18)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 및 AlInN로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(14)은 n형 도펀트를 포함하는 n형 반도체층이고, 상기 제2 도전형 반도체층(18)은 p형 도펀트를 포함하는 p형 반도체층일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 n형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se 및 Te 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 p형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr 및 Ba 중 적어도 하나를 포함하지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(14)은 제1 캐리어, 즉 전자를 생성하여 주고, 상기 제2 도전형 반도체층(18)은 제2 캐리어, 즉 정공을 생성하여 줄 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 활성층(16)은 상기 제1 도전형 반도체층(14) 및 상기 제2 도전형 반도체층(18) 사이에 형성되어, 상기 제1 도전형 반도체층(14)의 전자와 상기 제2 도전형 반도체층(18)의 정공의 재결합에 의해 상기 활성층(16)의 형성 물질에 의해 결정되는 에너지 밴드갭(Energy Band Gap)에 상응하는 파장을 갖는 빛을 방출할 수 있다.
상기 활성층(16)은 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 활성층(16)은 우물층과 배리어층을 한 주기로 하여 우물층과 배리어층이 반복적으로 형성될 수 있다. 상기 우물층과 배리어층의 반복주기는 발광 소자(10)의 특성에 따라 변형 가능하므로, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 활성층(16)은 예를 들면, InGaN/GaN의 주기, InGaN/AlGaN의 주기, InGaN/InGaN의 주기 등으로 형성될 수 있다. 상기 배리어층의 밴드갭은 상기 우물층의 밴드갭보다 크게 형성될 수 있다.
상기 발광 소자(10)는 상기 제2 도전형 반도체층(18) 위, 즉 상기 제2 도전형 반도체층(18) 및 상기 제2 전극(26) 사이에 형성된 반사 전극층(22)을 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 반사 전극층(22)은 상기 활성층(16)에서 생성된 광을 반사시켜 주는 한편, 상기 제2 도전형 반도체층(18)과 오믹 콘택을 형성하여 보다 원활하게 전원을 공급하여 주는 역할을 할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 반사 전극층(22)은 반사 특성이 우수한 반사 물질을 포함하는데, 예컨대 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 Hf로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 다층 구조를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 반사 전극층(22)은 활성층(16)에서 생성되어 상부 방향으로 진행된 광을 반사시켜 주는 역할을 하므로, 상기 반사 전극층(22)은 상기 제2 도전형 반도체층(18)의 사이즈와 동일한 사이즈를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 1을 참조하여 설명하면, 도 2에 도시된 발광 소자(10)가 180도 뒤집어지게 되므로, 상기 반사 전극층(22)은 활성층(16)에서 생성되어 하부 방향으로 진행된 광을 상부 방향으로 반사시켜 줄 수 있다.
상기 제2 전극(26)의 사이즈는 상기 반사 전극층(22)보다 적어도 작은 사이즈를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
만일 상기 반사 전극층(22)의 오믹 콘택 특성이 좋지 않을 경우, 상기 반사 전극층(22)과 상기 제2 도전형 반도체층(18) 사이에 오믹 콘택 특성이 우수한 투명 전극층이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 투명 전극층은 광이 투과되는 투명한 도전 물질로 형성될 수 있다. 상기 투명한 도전 물질로는, ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나가 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 전극(24)은 상기 제1 도전형 반도체층(14)의 일부 영역 상에 형성되고, 상기 제2 전극(26)은 상기 제2 도전형 반도체층(18)의 일부 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(24, 26) 각각은 예컨대 Al, Ti, Cr, Ni, Pt, Au, W, Cu 및 Mo으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 다층 구조를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 및 제2 전극(24, 26)은 단일층 또는 다중층을 포함할 수 있다. 다중층의 최상층은 외부 전극과의 본딩을 위한 본딩 패드일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 본딩 패드는 위에서 보았을 때 원형, 타원형 다각 형상을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도시되지 않았지만, 상기 제1 및 제2 전극(24, 26) 각각의 하부에 전류가 집중되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 및 제2 전극(24, 26) 각각의 아래에 전류 차단층이 형성될 수 있다. 또는 전류 차단층은 상기 반사 전극층(22) 아래에 형성될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 및 제2 전극(24, 26) 각각이 상기 제1 도전형 반도체층(14) 및 상기 반사 전극층(22)에 전원을 공급하기 위해 상기 제1 및 제2 전극(24, 26) 각각의 사이즈는 상기 전류 차단층의 사이즈보다 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
아울러, 상기 제1 전극(24)은 상기 전류 차단층을 경유하여 상기 제1 도전형 반도체층(14)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극(26)은 상기 전류 차단층을 경유하여 상기 반사 전극층(22)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 전극(24)은 상기 전류 차단층을 둘러싸며 상기 제1 전극(24)의 배면은 상기 제1 도전형 반도체층(14)에 접촉될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 전극(26)은 상기 전류 차단층을 둘러싸며 상기 제2 전극(26)의 배면은 상기 반사 전극층(22)에 접촉될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 소자(10), 즉 플립칩형 발광 소자는 상기 제1 및 제2 전극(24, 26) 상에 제1 및 2 범프(28, 30)가 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 범프(28, 30)는 원통형일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 및 제2 범프(28, 30) 각각은 상기 제1 및 제2 전극(24, 26)에 전기적으로 연결되는 한편 상기 제1 및 제2 전극(24, 26)과 다이 본딩을 이용하여 물리적으로 접합될 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 전극(24, 26)의 본딩 패드를 녹여 상기 제1 및 제2 범프(28, 30)의 접촉면이 상기 본딩 패드의 내부에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 및 제2 범프(28, 30)는 전기 전도도가 우수한 금속 물질, 예컨대 Al, Ti, Cr, Ni, Pt, Au, W, Cu 및 Mo으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 합금일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 MIM 구조물(36)은 상기 제1 전극(24) 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(24)은 제1 영역과 제2 영역을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 MIM 구조물(36)은 상기 제1 전극(24)의 제1 영역의 일부 영역 상에 형성되고, 상기 제1 범프(28)는 상기 제1 전극(24)의 제2 영역의 일부 영역 상에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 MIM 구조물(36) 및 상기 제1 범프(28)는 서로 간에 물리적으로 그리고 공간적으로 이격될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 MIM 구조물(36)은 서로 교대로 적층된 다수의 금속막(32a, 32b, 32c) 및 유전막(dielectric film)(34a, 34b)을 포함할 수 있다.
상기 MIM 구조물(36)은 발광 소자(10)를 구동하기 위한 동작 전압 범위에서는 절연체로서의 역할을 하고 상기 동작 전압을 벗어난 전압, 예컨대 정전기(ESD)에서는 도전체로서의 역할을 할 수 있다.
이러한 기능을 갖기 위해, 상기 MIM 구조물(36)은 적어도 제1 금속막, 유전막(dielectric film) 및 제2 금속막의 3층 구조를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 2를 참조하면, 상기 MIM 구조물(36)은 제1 금속막(32a), 제1 유전막(34a), 제2 금속막(32b), 제2 유전막(34b) 및 제3 금속막(32c)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 상기 제1 금속막(32a)이 상기 제1 전극(24)의 제1 영역의 일부 영역 상에 형성되고, 상기 제1 유전막(34a)이 상기 제1 금속막(32a) 상에 형성되고, 상기 제2 금속막(32b)은 상기 제1 유전막(34a) 상에 형성되고 상기 제2 유전막(34b)이 상기 제2 금속막(32b) 상에 형성되며, 상기 제3 금속막(32c)이 상기 제2 유전막(34b) 상에 형성될 수 있다.
상기 제1 금속막(32a)이 상기 제1 전극(24)과 전기적으로 연결되며, 상기 제3 금속막(32c)이 상기 제2 전극(26)과 전기적으로 연결될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 MIM 구조물(36)의 적층 개수는 유전막을 이루는 유전 물질(dielectric material)의 항복 특성에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 유전 물질의 항복 특성이 클수록 상기 MIM 구조물(36)의 적층 개수는 적어질 수 있다.
상기 MIM 구조물(36)의 유전막(34a, 34b)으로 사용될 수 있는 유전 물질로는 실리콘 옥사이드(SiO2), 실리콘 질화물(Si3N4), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 지르코늄(ZrO2) 및 산화란탄륨(La2O3) 중 적어도 하나가 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 및 제2 유전막(34a, 34b) 각각의 두께는 3nm 내지 300nm일 수 있다. 상기 제1 및 제2 유전막(34a, 34b) 각각의 두께는 3nm 내지 150nm일 수 있다. 상기 제1 및 제2 유전막(34a, 34b) 각각의 두께는 3nm 내지 60nm일 수 있다.
상기 제1 내지 제3 금속막(32a, 32b, 32c)은 금속일 수 있다. 예컨대, 상기 제1 내지 제3 금속막(32a, 32b, 32c)은 Al, Ti, Cr, Ni, Pt, Au, W, Cu 및 Mo으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 합금일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 MIM 구조물(36)은 예컨대 -5V 내지 5V(동작 전압 범위)에서는 거의 전류가 흐르지 않는 절연체로서의 역할을 하며, -5V 이하이거나 5V 이상에서는 큰 전류가 흐르는 도전체로서의 역할을 할 수 있다.
상기 MIM 구조물(36)의 최하층과 최상층은 금속막일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 1을 참조하면, 상기 제1 범프(28)의 일측과 상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)은 상기 제1 전극(24)과 공통으로 접촉될 수 있다. 상기 제1 범프(28)의 타측은 상기 제1 전극층(7)과 접촉되며, 상기 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)은 상기 제2 전극층(9)과 접촉될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 발광 구조물(20)과 상기 MIM 구조물(36)은 병렬로 연결될 수 있다. 아울러, 상기 발광 구조물(20)은 전원과 연결될 수 있다.
구동 전압에 해당하는 순방향 전압에 의해 상기 발광 구조물(20)이 구동되어, 상기 발광 구조물(20)로부터 광이 생성될 수 있다.
정전기(ESD)와 같은 고전압이 상기 제1 전극층(7) 또는 상기 제2 전극층(9)으로 유입되는 경우, 상기 MIM 구조물(36)은 도전체로서의 역할을 하므로 상기 발광 구조물(20)로 전류가 흐르는 대신에 상기 MIM 구조물(36)로 전류가 흐르게 될 수 있다.
상기 MIM 구조물(36)은 정전기로부터 상기 발광 구조물(20)을 보호해 줄 수 있다.
상기 발광 소자(10)는 상기 제1 및 제2 범프(28, 30) 및 상기 MIM 구조물(36)까지 형성된 모듈 형태로 제작되어 상기 바디(3) 상에 실장될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 몰딩 부재(38)는 상기 발광 소자(10)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(38)는 상기 바디(3)의 캐비티(5)에 형성될 수 있다.
상기 몰딩 부재(38)의 상면은 상기 바디(3)의 상면과 동일하거나 상면보다 높거나 낮게 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 몰딩 부재(38)는 투과 특성, 방열 특성 및/또는 절연 특성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 몰딩 부재(38)는 실리콘 재질이나 에폭시 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 몰딩 부재(38)는 광의 파장의 변환할 수 있는 형광체를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 5는 제2 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
제2 실시예는 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)이 제2 전극(26)과 접촉되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 거의 유사하다. 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 기능이나 동일한 형상을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1A)는 바디(3), 제1 및 제2 전극층(7, 9), 발광 소자(10) 및 몰딩 부재(38)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(10)는 발광 구조물(20)과 MIM 구조물(36)을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조물(20)은 성장 기판(12) 상에 형성되고, 상기 MIM 구조물(36)은 상기 발광 구조물(20)의 일측 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(20)의 제1 도전형 반도체층(14) 상에 제1 전극(24)이 형성되고, 상기 발광 구조물(20)의 제2 도전형 반도체층(18) 상에 제2 전극(26)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 MIM 구조물(36)은 제1 금속막(32a), 제1 유전막(34a), 제2 금속막(32b), 제2 유전막(34b) 및 제3 금속막(32c)을 포함할 수 있다.
상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)은 상기 제1 전극(24)과 접촉되고, 상기 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)은 상기 제2 전극(26)과 접촉될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 MIM 구조물(36)의 제1 내지 제3 금속막32a, 32b, 32c)과 상기 발광 구조물(20) 사이의 전기적인 쇼트를 방지하기 위해, 상기 MIM 구조물(36)과 상기 발광 구조물(20) 사이에 절연층(40)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 절연층(40)은 적어도 상기 제1 도전형 반도체층(14)의 측면, 상기 활성층(16)의 측면 및 상기 제2 도전형 반도체층(18)의 측면 상에 형성될 수 있다. 상기 절연층(40)은 상기 제2 도전형 반도체층(18) 또는 반사 전극층(22)의 배면의 일부 영역 상에 더 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 절연층(40)은 상기 제1 전극(24)의 측면과 상기 발광 구조물(20)의 제1 도전형 반도체층(14)의 측면 사이의 상기 제1 도전형 반도체층(14)의 배면 상에 더 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제2 전극(26)은 상기 반사 전극층(22)의 일부 영역, 상기 절연층(40) 및 상기 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c) 아래에 형성될 수 있다.
상기 제2 전극(26)은 상기 반사 전극층(22)과 상기 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)에 공통으로 접촉될 수 있다. 상기 제2 전극(26) 아래에 제2 범프(30)가 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(24)은 상기 제 1범프(28) 및 상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)에 공통으로 접촉될 수 있다.
상기 제1 범프(28)는 제1 전극층(7)과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 범프(30)는 제2 전극층(9)과 전기적으로 연결될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제2 실시예는 상기 MIM 구조물(36)을 상기 절연층(40)의 측면 상에 부착되도록 함으로써, 상기 MIM 구조물(36)의 고정성을 향상시킬 수 있다.
제2 실시예는 발광 구조물(20)과 MIM 구조물(36)을 제2 전극(26)에 공통으로 연결하여 줌으로써, 구조가 단순화하고 안정화될 수 있다.
도 6은 제3 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
제3 실시예는 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)과 제1 전극(24)이 일체로 형성되고, MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)과 제2 전극(26)이 일체로 형성되는 것을 제외하고는 제2 실시예와 거의 유사하다. 제3 실시예에서 제1 및 제2 실시예와 동일한 기능이나 동일한 형상을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 6을 참조하면, 제3 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1B)는 바디(3), 제1 및 제2 전극층(7, 9), 발광 소자(10) 및 몰딩 부재(38)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(10)는 발광 구조물(20)과 MIM 구조물(36)을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조물(20)은 성장 기판(12) 상에 형성되고, 상기 MIM 구조물(36)은 상기 발광 구조물(20)의 일측 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(20)의 제1 도전형 반도체층(14) 상에 제1 전극(24)이 형성되고, 상기 발광 구조물(20)의 제2 도전형 반도체층(18) 상에 제2 전극(26)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 MIM 구조물(36)은 제1 금속막(32a), 제1 유전막(34a), 제2 금속막(32b), 제2 유전막(34b) 및 제3 금속막(32c)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(24)과 상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)은 서로 일체로 형성될 수 있다. 아울러, 상기 제2 전극(26)과 상기 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)은 서로 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(24)과 상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)은 동일한 종류의 금속으로 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(26)과 상기 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)은 동일한 종류의 금속으로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(24)은 상기 제1 도전형 반도체층(14)의 제1 영역 상에 형성되고, 상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)은 상기 제1 도전형 반도체층(14)의 제2 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 제1 금속막(32a)은 상기 제1 전극(24)으로부터 연장되어 상기 활성층(16)의 측면에 인접하여 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(24)과 상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)이 반사 금속으로 형성될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이러한 경우, 상기 발광 구조물(20)의 활성층(16)에서 생성되어 상기 성장 기판(12)에 의해 투과되지 못하고 반사된 광이 상기 제1 전극(24)과 상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)에 의해 반사됨으로써, 광 효율이 향상될 수 있다.
상기 제2 전극(26)은 상기 반사 전극층(22) 상에 형성되고, 상기 제3 금속막(32c)은 상기 제2 전극(26)으로부터 연장되어 상기 제2 유전막(34b) 아래에 형성될 수 있다.
제3 실시예는 제1 전극(24)과 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)을 일체로 형성함으로써, 제1 전극(24)과 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)을 별개로 형성하는 것에 비해 구조가 단순하고 공정 수를 줄여 비용이 절감될 수 있다.
제3 실시예는 제2 전극(26)과 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)을 일체로 형성함으로써, 제2 전극(26)과 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)을 별개로 형성하는 것에 비해 구조가 단순하고 공정 수를 줄여 비용이 절감될 수 있다.
도 7은 제4 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
제4 실시예는 MIM 구조물(36)이 제2 전극(26) 상에 형성되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 거의 유사하다. 제4 실시예에서 제1 실시예와 동일한 기능이나 동일한 형상을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 7을 참조하면, 제4 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1C)는 바디(3), 제1 및 제2 전극층(7, 9), 발광 소자(10) 및 몰딩 부재(38)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(10)는 발광 구조물(20)과 MIM 구조물(36)을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조물(20)은 성장 기판(12) 상에 형성되고, 상기 MIM 구조물(36)은 상기 발광 구조물(20)의 일측 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(20)의 제1 도전형 반도체층(14) 상에 제1 전극(24)이 형성되고, 상기 발광 구조물(20)의 제2 도전형 반도체층(18) 상에 제2 전극(26)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 MIM 구조물(36)은 상기 제2 전극(26)의 일측 영역 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(26)의 타측 영역 상에 제2 범프(30)가 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다,
상기 MIM 구조물(36)과 상기 제2 범프(30)는 물리적으로 그리고 공간적으로 이격될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제2 범프(30)의 일측은 상기 제2 전극(26)과 전기적으로 연결되고 상기 제2 범프(30)의 타측은 제2 전극층(9)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 MIM 구조물(36)은 제1 금속막(32a), 제1 유전막(34a), 제2 금속막(32b), 제2 유전막(34b) 및 제3 금속막(32c)을 포함할 수 있다.
상기 MIM 구조물(36)의 제1 측, 예컨대 상기 제1 금속막(32a)은 상기 제2 전극(26)과 접촉되고, 상기 MIM 구조물(36)의 제2 측, 예컨대 상기 제3 금속막(32c)은 상기 제1 전극층(7)과 접촉될 수 있다.
제1 범프(28)의 일측은 상기 제1 전극(24)과 전기적으로 연결된고, 상기 제1 범프(28)의 타측은 상기 제1 전극층(7)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제4 실시예는 정전기(ESD)와 같은 고전압이 상기 제1 전극층(7) 또는 상기 제2 전극층(9)으로 유입되는 경우, 상기 MIM 구조물(36)은 도전체로서의 역할을 하므로 상기 발광 구조물(20)로 전류가 흐르는 대신에 상기 MIM 구조물(36)로 전류가 흐르게 될 수 있다. 따라서, 상기 MIM 구조물(36)은 정전기로부터 상기 발광 구조물(20)을 보호해 줌으로써, 발광 소자(10)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 8은 제5 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 제5 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1D)는 바디(3), 제1 및 제2 전극층(7, 9), 발광 소자(10) 및 몰딩 부재(38)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(10)는 발광 구조물(20)과 MIM 구조물(36)을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조물(20)은 성장 기판(12) 상에 형성되고, 상기 MIM 구조물(36)은 상기 발광 구조물(20)의 일측 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(20)의 제1 도전형 반도체층(14) 상에 제1 전극(24)이 형성되고, 상기 발광 구조물(20)의 제2 도전형 반도체층(18) 상에 제2 전극(26)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제2 도전형 반도체층(18)과 상기 제2 전극(26) 사이에 반사 전극층(22)이 더 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제2 전극(26)은 상기 반사 전극층(22)의 제1 영역 상에 형성되고, 상기 MIM 구조물(36)은 상기 반사 전극층(22)의 제2 영역 상에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 MIM 구조물(36)은 제1 금속막(32a), 제1 유전막(34a), 제2 금속막(32b), 제2 유전막(34b) 및 제3 금속막(32c)을 포함할 수 있다.
상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)은 상기 제1 전극(24)과 접촉되고, 상기 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)은 상기 제2 전극(26)과 접촉될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 전극(24)은 상기 제1 도전형 반도체층(14)으로부터 연장되어 상기 반사 전극층(22)의 제2 영역 상에 형성될 수 있다. 상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)은 상기 반사 전극층(22)의 제2 영역 상으로 연장된 제1 전극(24) 상에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제2 전극(26)은 상기 반사 전극층(22)의 제1 영역으로부터 연장되어 상기 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c) 상에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 구조물(20)과 상기 제1 전극(24) 사이에 제1 절연층(40)이 형성될 수 있다. 상기 MIM 구조물(36)과 상기 제2 전극(26) 사이 그리고 상기 제1 전극(24)과 상기 제2 전극(26) 사이에 제2 절연층(42)이 형성될 수 있다.
상기 제1 절연층(40)은 상기 제1 전극(24)과 상기 발광 구조물(20), 예컨대 활성층(16)과의 전기적인 쇼트를 방지하는 역할을 할 수 있다. 상기 제2 절연층(42)은 상기 제2 전극(26)과 상기 MIM 구조물(36), 예컨대 제1 내지 제3 금속막(32a, 32b, 32c)과의 전기적인 쇼트를 방지하는 역할을 할 수 있다.
상기 제1 절연층(40)은 상기 발광 구조물(20)의 측면, 즉 적어도 상기 활성층(16) 및 상기 제2 도전형 반도체층(18)의 측면들 및 상기 반사 전극층(22)의 측면 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 절연층(40)은 상기 반사 전극층(22)의 배면의 일부 영역, 즉 상기 반사 전극층(22)의 제2 영역에 대응하는 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 제2 절연층(42)은 상기 제1 절연층(40)과 접촉되며, 상기 제1 전극(24)의 측면, 상기 MIM 구조물(36)의 측면 그리고 상기 MIM 구조물(36)의 배면의 일부 영역 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 절연층(42)은 제2 전극(26)에 의해 둘러싸여질 수 있다.
제1 범프(28)는 제1 전극(24)을 제1 전극층(7)에 전기적으로 연결하여 주기 위해 상기 제1 전극(24)과 상기 제1 전극층(7) 사이에 형성될 수 있다.
제2 범프(30)는 제2 전극(26)을 제2 전극층(9)에 전기적으로 연결하여 주기 위해 상기 제2 전극(26)과 상기 제2 전극층(9) 사이에 형성될 수 있다. 상기 제2 범프(30)는 상기 MIM 구조물(36)의 배면 상에 형성된 제2 전극(26)의 아래에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제5 실시예는 상기 MIM 구조물(36)을 상기 제1 절연층(40)의 측면 및/또는 상기 제2 절연층(42) 상에 부착되도록 함으로써, 상기 MIM 구조물(36)의 고정성을 향상시킬 수 있다.
제5 실시예는 발광 구조물(20)과 MIM 구조물(36)을 제2 전극(26)에 공통으로 연결하여 줌으로써, 구조가 단순화하고 안정화될 수 있다.
도 9는 제6 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
제6 실시예는 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)과 제1 전극(24)이 일체로 형성되고, MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)과 제2 전극(26)이 일체로 형성되는 것을 제외하고는 제5 실시예와 거의 유사하다. 제6 실시예에서 제4 및 제5 실시예와 동일한 기능이나 동일한 형상을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 9를 참조하면, 제6 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1E)는 바디(3), 제1 및 제2 전극층(7, 9), 발광 소자(10) 및 몰딩 부재(38)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(10)는 발광 구조물(20)과 MIM 구조물(36)을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조물(20)은 성장 기판(12) 상에 형성되고, 상기 MIM 구조물(36)은 상기 발광 구조물(20)의 일측 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(20)의 제1 도전형 반도체층(14) 상에 제1 전극(24)이 형성되고, 상기 발광 구조물(20)의 제2 도전형 반도체층(18) 상에 제2 전극(26)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 MIM 구조물(36)은 반사 전극층(22) 상에 형성될 수 있다.
상기 MIM 구조물(36)은 제1 금속막(32a), 제1 유전막(34a), 제2 금속막(32b), 제2 유전막(34b) 및 제3 금속막(32c)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(24)과 상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)은 서로 일체로 형성될 수 있다. 아울러, 상기 제2 전극(26)과 상기 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)은 서로 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(24)과 상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)은 동일한 종류의 금속으로 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(26)과 상기 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)은 동일한 종류의 금속으로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(24)은 상기 제1 도전형 반도체층(14)의 제1 영역 상에 형성되고, 상기 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)은 상기 반사 전극층(22)의 제2 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 제1 금속막(32a)은 상기 제1 전극(24)으로부터 연장되어 상기 반사 전극층(22)의 제2 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(24)이 반사 금속으로 형성될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이러한 경우, 상기 발광 구조물(20)의 활성층(16)에서 생성되어 상기 성장 기판(12)에 의해 투과되지 못하고 반사된 광이 상기 제1 전극(24)에 의해 반사됨으로써, 광 효율이 향상될 수 있다.
상기 제2 전극(26)은 상기 반사 전극층(22)의 제1 영역 상에 형성되고, 상기 제3 금속막(32c)은 상기 제2 전극(26)으로부터 연장되어 상기 제2 유전막(34b) 상에 형성될 수 있다.
제6 실시예는 제1 전극(24)과 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)을 일체로 형성함으로써, 제1 전극(24)과 MIM 구조물(36)의 제1 금속막(32a)을 별개로 형성하는 것에 비해 구조가 단순하고 공정 수를 줄여 비용이 절감될 수 있다.
제6 실시예는 제2 전극(26)과 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)을 일체로 형성함으로써, 제2 전극(26)과 MIM 구조물(36)의 제3 금속막(32c)을 별개로 형성하는 것에 비해 구조가 단순하고 공정 수를 줄여 비용이 절감될 수 있다.
도 10은 제7 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 제7 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1F)는 서브 마운트(50), 제1 및 제2 전극층(52, 54), 발광 소자(10) 및 광학 부재(44)를 포함할 수 있다.
상기 서브 마운트(50)는 상기 발광 소자(10)를 지지하는 역할을 하고 상기 발광 소자(10)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전기적 연결을 위해, 상기 서브 마운트(50)에는 상기 제1 및 제2 전극층(52, 54)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 발광 소자(10)는 상기 제1 및 제2 전극층(52, 54)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 서브 마운트(50)는 지지 강도가 우수하고 방열 성능이 우수한 재질로 형성될 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 서브 마운트(50)는 플라스틱 재질, 금속 재질, 수지 재질 및 세라믹 재질 중 하나로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 만일 상기 서브 마운트(50)가 금속 재질로 형성되는 경우, 상기 서브 마운트(50)와 상기 제1 및 제2 전극층(52, 54) 사이의 전기적인 쇼트를 방지하기 위해 적어도 상기 서브 마운트(50) 상에 절연층이 형성될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 및 제2 전극층(52, 54)은 상기 발광 소자(10)와 전기적으로 연결되어, 상기 발광 소자(10)에 전원을 공급하여 줄 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극층(52, 54)은 상기 서브 마운트(50) 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극층(52, 54)은 전기적인 쇼트를 피하기 위해 서로 물리적으로 그리고 공간적으로 이격될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극층(52, 54) 상에 상기 제1 및 제2 전극층(52, 54)을 보호하기 위해 절연 필름(56)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 및 제2 전극층(52, 54)은 상기 절연 필름(56)에 의해 둘러싸여지어 외부에 노출되지 않게 될 수 있다. 즉, 상기 절연 필름(56)은 상기 제1 및 제2 전극층(52, 54)에 한해 국부적으로 형성될 수 있다.
또는, 상기 절연 필름(56)은 상기 상기 제1 및 제2 전극층(52, 54)을 포함하여 상기 서브 마운트(50)의 전 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 절연 필름(56)은 상기 제1 및 제2 전극층(52, 54) 사이의 상기 서브 마운트(50)와 접촉되도록 형성될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
다만, 상기 제1 및 제2 전극층(52, 54)과 상기 발광 소자(10) 사이의 전기적인 연결을 위해, 상기 절연 필름(56)은 상기 제1 전극층(52)의 일부 영역에 대응하는 제1 개구와 상기 제2 전극층(54)의 일부 영역에 대응하는 제2 개구를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 소자(10)는 제1 개구를 통해 상기 제1 전극층(52)과 전기적으로 연결되고, 제2 개구를 통해 제2 전극층(54)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 발광 소자(10)는 발광 구조물(20)과 MIM 구조물(36)을 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 발광 구조물(20)은 제1 실시예의 발광 구조물(20)을 도시하고 있지만, 제7 실시예는 제2 내지 제6 실시예 중 어느 하나의 발광 소자(10)로 대체될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 구조물(20)은 성장 기판(12) 상에 형성되고, 상기 MIM 구조물(36)은 상기 발광 구조물(20)의 일측 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(20)의 제1 도전형 반도체층(14) 상에 제1 전극(24)이 형성되고, 상기 발광 구조물(20)의 제2 도전형 반도체층(18) 상에 제2 전극(26)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 MIM 구조물(36)은 제1 금속막(32a), 제1 유전막(34a), 제2 금속막(32b), 제2 유전막(34b) 및 제3 금속막(32c)을 포함할 수 있다.
상기 MIM 구조물(36)은 상기 제1 전극(24)의 제1 영역의 일부 영역 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(24)의 제2 영역의 일부 영역 상에 제1 범프(28)가 형성되고, 상기 제2 전극(26) 상에 제2 범프(30)가 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 범프(28)의 일측은 상기 제1 전극(24)의 제2 영역과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 범프(28)의 타측은 상기 절연 필름(56)의 제1 개구를 통해 제1 전극층(52)의 일부 영역과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 범프(30)의 일측은 상기 제2 전극(26)과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 범프(30)의 타측은 상기 절연 필름(56)의 제2 개구를 통해 제2 전극층(54)의 일부 영역과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 광학 부재(44)는 상기 발광 소자(10)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 상기 광학 부재(44)는 상기 발광 소자(10)로부터 이격되도록 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 광학 부재(44)는 상기 발광 소자(10)로부터의 광의 진행 방향을 조절하여 주어 원하는 휘도를 얻도록 하여 줄 수 있다. 또한, 상기 광학 부재(44)는 상기 발광 소자(10)로부터의 광을 외부로 추출하여 광 추출 효율을 향상시켜 줄 수 있다.
상기 광학 부재(44)는 투명한 글라스나 플라스틱 재질일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 소자(10)와 상기 광학 부재(44) 사이에 매질층(58)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 매질층(58)은 공기를 포함할 수 있다. 또는 상기 매질층(58)은 투명하고 절연 성능이 우수한 에폭시 재질이나 실리콘 재질와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다.
제7 실시예는 발광 소자(10)에 구비된 MIM 구조물(36)을 서브 마운트(50) 상에 간단히 실장함으로써, 정전기로부터 발광 소자(10)를 보호해 줄 수 있다.
1: 발광 소자 패키지
3: 바디
5: 캐비티
7, 9, 52, 54: 전극층
10: 발광 소자
12: 성장 기판
14: 제1 도전형 반도체층
16: 활성층
18: 제2 도전형 반도체층
20: 발광 구조물
22: 반사 전극층
24, 26: 전극
28, 30: 범프
32a, 32b, 32c: 금속막
34a, 34b: 유전막
36: MIM 구조물
38: 몰딩 부재
40, 42: 절연층
44: 광학 부재
50: 서브마운트
56: 절연 필름
58: 매질층
3: 바디
5: 캐비티
7, 9, 52, 54: 전극층
10: 발광 소자
12: 성장 기판
14: 제1 도전형 반도체층
16: 활성층
18: 제2 도전형 반도체층
20: 발광 구조물
22: 반사 전극층
24, 26: 전극
28, 30: 범프
32a, 32b, 32c: 금속막
34a, 34b: 유전막
36: MIM 구조물
38: 몰딩 부재
40, 42: 절연층
44: 광학 부재
50: 서브마운트
56: 절연 필름
58: 매질층
Claims (17)
- 제1 기판;
상기 제1 기판 상에 배치되고, 적어도 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제1 전극;
상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극;
상기 제1 전극 상에 배치된 제1 범프;
상기 제2 전극 상에 배치된 제2 범프;
상기 제1 전극 상에 배치되는 MIM 구조물; 및
상기 MIM 구조물의 측면과 상기 제1도전형 반도체층의 측면 일부, 상기 활성층의 측면, 상기 제2 도전형 반도체층의 측면 사이에 배치되는 제1 절연층; 및
상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 반사 전극층을 포함하고,
상기 MIM 구조물은 제1 금속막과, 제2 금속막과, 상기 제1 금속막과 상기 제2 금속막 사이의 유전막을 포함하며, 상기 제1 금속막은 상기 제1 전극의 상부면에 접촉하며,
상기 MIM 구조물은 상기 제1 범프 및 상기 제2 범프와 물리적으로 분리되도록 배치되고,
상기 제1절연층은 상기 반사 전극층의 상부면 일부와 접촉하며,
상기 제1 절연층의 일부는 상기 제2 전극 및 상기 반사 전극층 사이에 배치되며,
상기 반사 전극층은 상기 제2 전극의 하면과 접촉하며,
상기 제2 전극은 상기 반사 전극층의 일부 영역의 상과 상기 반사 전극층 상에 배치된 상기 제1 절연층의 상면 일부와 상기 MIM 구조물의 상에 배치되는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1 절연층은 상기 제1 전극의 측면 및 상기 제1 도전형 반도체층의 측면 일부 사이에 배치되는 발광 소자.. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 반사 전극층 상에 배치된 상기 제2 전극은 단차 구조를 가지는 발광 소자. - 제1 기판;
상기 제1 기판 상에 배치되고, 적어도 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제1 전극;
상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극;
상기 제1 전극 상에 배치된 제1 범프;
상기 제2 전극 상에 배치된 제2 범프;
상기 제1 전극 상에 배치되는 MIM 구조물; 및
상기 활성층의 측면 및 상기 제2 도전형 반도체층의 측면과 상기 제1 전극 사이에 배치되는 제1 절연층;
상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 제2 전극 사이 배치되는 반사 전극층; 및
상기 제1 절연층과 상기 제2전극 사이, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이, 상기 MIM 구조물의 측면과 상기 제2전극 사이에 배치되는 제2 절연층을 포함하고,
상기 MIM 구조물은 상기 제1 범프 및 상기 제2 범프와 물리적으로 분리되도록 배치되며,
상기 제2 전극은 상기 반사 전극층의 제1 영역 상에 배치되고 상기 MIM 구조물은 상기 반사 전극층의 제2 영역 상에 배치되며,
상기 제1 전극은 상기 제1 도전형 반도체층의 상면으로부터 연장되어 상기 반사 전극층의 제2 영역 상에 배치되고,
상기 MIM 구조물은 상기 반사 전극층의 제2 영역 상에 배치된 상기 제1 전극 상에 배치되고,
상기 제2 전극은 상기 반사 전극층의 제1 영역으로부터 연장되어 상기 MIM 구조물의 상면의 일부 영역에 배치되는 발광 소자. - 제5항에 있어서,
상기 MIM 구조물은 제1 금속막과, 상기 제1 금속막 상에 제2 금속막과, 상기 제1 금속막과 상기 제2 금속막 사이의 제1 유전막, 상기 제2 금속막 상에 제3 금속막, 상기 제2 금속막과 상기 제3 금속막 사이에 제2 유전막을 포함하고,
상기 제1 금속막은 상기 제1 전극의 상부면과 접촉하며,
상기 제3 금속막의 상부면은 상기 제2 전극과 접촉하는 발광 소자. - 삭제
- 제5항에 있어서,
상기 반사 전극층 상에 배치된 상기 제2 절연층 및 상기 제1 절연층의 일부는 접촉하며,
상기 제2 절연층은 상기 제1 전극의 측면, 상기 MIM 구조물의 측면, 상기 MIM 구조물의 상면의 일부 영역에 배치되는 발광 소자. - 삭제
- 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 제2 전극은 상기 MIM 구조물의 상면의 일부 영역 상에 배치된 상기 제2 절연층의 상에 배치되는 발광 소자. - 제5항에 있어서,
상기 MIM 구조물의 측면에 배치된 상기 제2 절연층 및 상기 제2 전극은 단차 구조를 가지는 발광 소자. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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