KR102381866B1 - 자외선 발광 다이오드 - Google Patents

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Abstract

자외선 발광 다이오드가 제공된다. 일 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드는, 기판 상에 위치하는 n형 반도체층, n형 반도체층 상에 배치되고, 각각 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 마이크로 발광 엘리먼트들, 마이크로 발광 엘리먼트들 주위에서 n형 반도체층에 콘택하는 n 오믹 콘택층, 마이크로 발광 엘리먼트들의 p형 반도체층들에 각각 콘택하는 p 오믹 콘택층들, n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속된 n 범프, 및 마이크로 발광 엘리먼트들의 p 오믹 콘택층들에 전기적으로 접속된 p 범프를 포함하고, n 범프 및 p 범프는 각각 복수의 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 걸쳐서 배치된다. 이에 따라, 기판 상의 넓은 영역에 걸쳐 마이크로 발광 엘리먼트들을 배열하여 광 추출 효율을 높이고 순방향 전압을 낮출 수 있으며 아울러 n 범프 및 p 범프를 상대적으로 넓게 형성할 수 있는 자외선 발광 다이오드를 제공할 수 있다.

Description

자외선 발광 다이오드{UV LIGHT EMITTING DIODE}
본 발명은 무기물 반도체 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히 300nm 이하의 심자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드에 관한 것이다.
일반적으로, 200 내지 300nm 범위 내의 자외선을 방출하는 발광 다이오드는 살균 장치, 물 또는 공기 정화 장치, 고밀도 광 기록 장치, 바이오 에어로졸 형광 검출 시스템의 여기원을 포함하여 다양한 용도에 사용될 수 있다.
근자외선 또는 청색 발광 다이오드와 달리, 상대적으로 심자외선을 방출하는 발광 다이오드는 AlGaN과 같이 Al을 함유하는 우물층을 포함한다. 이러한 질화갈륨계 반도체층의 조성에 기인하여 심자외선 발광 다이오드는 청색 발광 다이오드나 근자외선 발광 다이오드와는 상당히 다른 구조를 갖는다.
특히, 종래 기술에 따른 심자외선 발광 다이오드는 n형 반도체층 상에 배치되는 마이크로 발광 엘리먼트의 형상 및 위치가 일반적인 청색 발광 다이오드나 근자외선 발광 다이오드와 다른 구조를 갖는다. 즉, 마이크로 발광 엘리먼트는 n형 반도체층의 중심으로부터 일측으로 치우쳐 형성되며, 마이크로 발광 엘리먼트 상에 p 범프가 배치되고, 상기 일측에 대향하는 타측 근처에 마이크로 발광 엘리먼트로부터 이격되어 n 범프가 배치된다. n 범프는 통상적으로 마이크로 발광 엘리먼트로부터 떨어져 배치되며, 따라서 n 범프는 p 범프에 비해 상대적으로 좁은 영역에 형성된다. 더욱이, 종래의 자외선 발광 다이오드는 서브 마운트에 열 초음파(thermal sonic; TS) 본딩 기술을 이용하여 본딩된다. TS 본딩을 위해, n 범프와 p 범프 상단면의 높이를 동일하게 할 필요가 있고, 이를 위해, n 범프 아래에 단차 조절층이 배치된다.
이러한 종래의 자외선 발광 다이오드는 대체로 광 출력이 낮고 순방향 전압이 높은 단점을 갖는다. 특히, 오믹 콘택을 위해 p형 반도체층에 p형 GaN층이 포함되기 때문에, p형 반도체층으로 입사된 자외선은 p형 반도체층에서 흡수되어 손실된다. 또한, n형 반도체층에 접합하는 n 오믹 콘택층 또한 광을 흡수하기 때문에 n 오믹 콘택층으로 진행하는 광은 n 오믹 콘택층에 흡수되어 손실된다. 청색 발광 다이오드의 경우, 반사 금속층을 n 오믹 콘택층에 채택하여 광 손실을 줄이지만, 심자외선 발광 다이오드의 경우, n 오믹 콘택층을 반사 금속층으로 형성하기 어렵고 또한 n 오믹 콘택층이 상당히 넓은 영역을 차지하기 때문에 심각한 문제가 된다.
나아가, 종래의 자외선 발광 다이오드는 마이크로 발광 엘리먼트의 측면으로 방출된 광을 활용하기 어렵기 때문에, 마이크로 발광 엘리먼트의 측면을 될 수 있는 한 감소시키려는 경향을 갖는다. 즉, 마이크로 발광 엘리먼트의 폭이 상대적으로 넓게 형성된다. 그러나 마이크로 발광 엘리먼트 폭이 클수록 n 오믹 콘택층으로부터 마이크로 발광 엘리먼트 중앙 영역까지의 거리가 커져 전류 분산에 좋지 않으며, 따라서 순방향 전압이 높아진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전기적 특성 및/또는 광 출력을 개선할 수 있는 새로운 구조의 자외선 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 범프의 크기를 증가시킬 수 있는 자외선 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 단차 조절층을 생략할 수 있어 공정을 단순화할 수 있는 자외선 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드는, 기판; 상기 기판 상에 위치하는 n형 반도체층; 상기 n형 반도체층 상에 배치되고, 각각 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 마이크로 발광 엘리먼트들; 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 주위에서 상기 n형 반도체층에 콘택하는 n 오믹 콘택층; 상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 p형 반도체층들에 각각 콘택하는 p 오믹 콘택층들; 상기 n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속된 n 범프; 및 상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 p 오믹 콘택층들에 전기적으로 접속된 p 범프를 포함하고, 상기 n 범프 및 p 범프는 각각 복수의 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 걸쳐서 배치된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 대부분의 마이크로 발광 엘리먼트들의 측면은 p 연결 금속층, p 범프 및 n 범프로 덮일 수 있으며, 따라서, 마이크로 발광 엘리먼트 측면으로 진행하는 자외선을 기판 측으로 반사시킬 수 있어 광 손실을 줄일 수 있다. 또한, n 범프 및 p 범프가 마이크로 발광 엘리먼트들과 중첩하도록 배치되므로, n 범프 및 p 범프의 크기를 증가시킬 수 있으며, 따라서, 발광 다이오드의 방열 특성을 개선할 수 있다. 나아가, 마이크로 발광 엘리먼트들을 채택하고 그 주위에 n 오믹 콘택층을 배치함으로써 마이크로 발광 엘리먼트들의 전체 영역에 걸쳐 전류를 쉽게 분산시킬 수 있으며, 이에 따라, 광 출력을 개선하고 순방향 전압을 낮출 수 있다. 또한, 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 n 범프 및 p 범프를 배치하므로, 마이크로 발광 엘리먼트들을 기판의 넓은 영역에 걸쳐 정렬할 수 있으며, n 범프 및 p 범프를 상대적으로 넓게 형성할 수 있다.
본 발명의 장점 및 특징들에 대해서는 상세한 설명에서 자세히 논의되거나 상세한 설명을 통해 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 3의 절취선 B-B를 따라 취해진 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하 설명되는 질화물계 반도체층들은 일반적으로 알려진 다양한 방법을 이용하여 성장될 수 있으며, 예를 들어, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), MBE(Molecular Beam Epitaxy) 또는 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 기술을 이용하여 성장될 수 있다. 다만, 이하 설명되는 실시예들에서는, 반도체층들이 MOCVD를 이용하여 성장 챔버 내에서 성장된 것으로 설명된다. 질화물계 반도체층들의 성장 과정에서, 성장 챔버 내에 유입되는 소스들은 일반적으로 알려진 소스를 이용할 수 있으며, 예를 들어, Ga 소스로 TMGa, TEGa 등을 이용할 수 있고, Al 소스로 TMAl, TEAl 등을 이용할 수 있으며, In 소스로 TMIn, TEIn 등을 이용할 수 있으며, N 소스로 NH3를 이용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드는, 기판; 상기 기판 상에 위치하는 n형 반도체층; 상기 n형 반도체층 상에 배치되고, 각각 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 마이크로 발광 엘리먼트들; 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 주위에서 상기 n형 반도체층에 콘택하는 n 오믹 콘택층; 상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 p형 반도체층들에 각각 콘택하는 p 오믹 콘택층들; 상기 n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속된 n 범프; 및 상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 p 오믹 콘택층들에 전기적으로 접속된 p 범프를 포함하고, 상기 n 범프 및 p 범프는 각각 복수의 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 걸쳐서 배치된다.
종래의 자외선 발광 다이오드는 p 범프가 마이크로 발광 엘리먼트 상부에 배치되며, n 범프가 마이크로 발광 엘리먼트로부터 이격되므로, 마이크로 발광 엘리먼트의 측면으로 방출되는 광을 반사시키지 못한다. 이에 반해, 본 발명의 실시예들에서 대부분의 마이크로 발광 엘리먼트들의 측면은 p 범프 및 n 범프로 덮일 수 있으며, 따라서, n 범프 및 p 범프가 마이크로 발광 엘리먼트 측면으로 방출된 자외선을 기판 측으로 반사시킬 수 있어 광 손실을 감소시킬 수 있다. 또한, n 범프 및 p 범프가 마이크로 발광 엘리먼트들과 중첩하도록 배치되므로, n 범프 및 p 범프의 크기를 증가시킬 수 있으며, 따라서, 발광 다이오드의 방열 특성을 개선할 수 있다.
나아가, 마이크로 발광 엘리먼트들을 채택하고 그 주위에 n 오믹 콘택층을 배치함으로써 마이크로 발광 엘리먼트들의 전체 영역에 걸쳐 전류를 쉽게 분산시킬 수 있으며, 이에 따라, 광 출력을 개선하고 순방향 전압을 낮출 수 있다. 또한, 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 n 범프 및 p 범프를 배치하므로, 마이크로 발광 엘리먼트들을 기판의 넓은 영역에 걸쳐 정렬할 수 있으며, n 범프 및 p 범프를 상대적으로 넓게 형성할 수 있다.
한편, 상기 자외선 발광 다이오드는, 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 및 상기 n형 반도체층을 덮는 하부 절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 하부 절연층은 상기 n 오믹 콘택층을 노출시키는 적어도 하나의 제1 개구부 및 상기 각 마이크로 발광 엘리먼트들 상의 p 오믹 콘택층들을 각각 노출시키는 제2 개구부들을 포함할 수 있다. 상기 n 범프는 상기 적어도 하나의 제1 개구부를 통해 상기 n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속하고, 상기 p 범프는 상기 제2 개구부들을 통해 상기 p 오믹 콘택층들에 전기적으로 접속한다. 나아가, 상기 적어도 하나의 제1 개구부의 적어도 일부는 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 사이에 배치될 수 있다.
상기 하부 절연층의 제1 개구부의 일부를 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 사이에 배치함으로써 전류 경로를 줄여 순방향 전압을 낮출 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 개구부는 일부가 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 사이에 배치되고, 다른 일부는 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 외부에 배치될 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 개구부는 복수의 제1 개구부들을 포함하되, 상기 복수의 제1 개구부들은 각각 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 사이에 일부분만이 배치될 수 있다. 상기 복수의 제1 개구부들의 다른 일부분들은 각각 상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 외부에 위치한다.
상기 자외선 발광 다이오드는, 상기 하부 절연층의 제2 개구부들을 통해 노출된 상기 p 오믹 콘택층들을 서로 전기적으로 연결하기 위한 적어도 하나의 p 연결 금속층; 및 상기 p 연결 금속층을 덮는 상부 절연층을 더 포함할 수 있으며, 상기 상부 절연층은 상기 적어도 하나의 p 연결 금속층을 노출시키는 적어도 하나의 제2 개구부를 포함하고, 상기 p 범프는 상기 적어도 하나의 제2 개구부를 통해 상기 적어도 하나의 p 연결 금속층에 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 상부 절연층을 채택함으로써 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 및 p 연결 금속층을 n 범프로부터 절연시킬 수 있다.
상기 자외선 발광 다이오드는 상기 p 연결 금속층과 동일 재료로 형성되며, 상기 하부 절연층의 적어도 하나의 제1 개구부에 노출된 상기 n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속하는 적어도 하나의 n 패드 금속층을 더 포함하되, 상기 상부 절연층은 상기 적어도 하나의 n 패드 금속층을 노출시키는 적어도 하나의 제1 개구부를 가지고, 상기 n 범프는 상기 상부 절연층의 적어도 하나의 제1 개구부를 통해 상기 적어도 하나의 n 패드 금속층에 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 n 패드 금속층은 상기 p 연결 금속층과 동일한 공정에 의해 동일 재료로 함께 형성될 수 있으며, 따라서, 동일 레벨에 위치할 수 있다.
한편, 상기 상부 절연층의 제1 개구부는 상기 하부절연층의 제1 개구부와 중첩할 수 있다. 나아가, 상기 n 패드 금속층 및 상기 상부 절연층의 제1 개구부는 상기 하부 절연층의 제1 개구부의 상부 영역 내에 위치할 수 있다.
나아가, 상기 n 범프의 일부는 상기 p 연결 금속층의 일부와 중첩할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 하부 절연층은 하나의 제1 개구부를 갖되, 상기 상부 절연층은 상기 하나의 제1 개구부 상에 배치된 복수의 제1 개구부를 가질 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 상부 절연층의 적어도 하나의 제2 개구부는 복수의 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 걸쳐서 형성된 복수의 제2 개구부들을 포함할 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 상부 절연층의 적어도 하나의 제2 개구부는 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 각각 한정되어 위치하는 복수의 제2 개구부들을 포함할 수 있다.
한편, 상기 p 연결 금속층은 금속 반사층을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 p 연결 금속층은 상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 측면을 덮을 수 있다. 따라서, 상기 p 연결 금속층에 의해 상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 측면으로 진행하는 광을 반사시킬 수 있어 발광 다이오드의 광 출력을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 p 연결 금속층은 상기 마이크로 발광 엘리먼트들을 모두 덮는 연속적인 하나의 층일 수 있다. 이에 따라, 상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 측면을 상기 p 연결 금속층으로 모두 덮을 수 있으며, 따라서 광 출력을 극대화할 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 적어도 하나의 p 연결 금속층은 선형의 복수의 p 연결 금속층들을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 p 연결 금속층들은 상기 p 범프에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 자외선 발광 다이오드는, 상기 기판 하면에 배치된 반사 방지막을 더 포함할 수 있다. 상기 반사 방지막을 이용하여 광 추출 효율을 개선할 수 있다.
상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 수평 단면은 특정 형상에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 원형 또는 육각형일 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드는, 기판(121), n형 반도체층(123), 마이크로 발광 엘리먼트(M), n 오믹 콘택층(129), p 오믹 콘택층(131), 하부 절연층(133), n 패드 금속층(135a), p 연결 금속층(135b), 상부 절연층(137), n 범프(139a) 및 p 범프(139b), 그리고 반사 방지층(141)을 포함한다. 마이크로 발광 엘리먼트(M)은 활성층(125) 및 p형 반도체층(127)을 포함한다.
기판(121)은 질화물계 반도체를 성장시킬 수 있는 기판이면 한정되지 않으며, 예를 들어, 사파이어 기판, 실리콘 기판, 실리콘 카바이드 기판, 또는 스피넬 기판과 같은 이종 기판을 포함할 수 있고, 또한, 질화갈륨 기판, 질화알루미늄 기판 등과 같은 동종 기판을 포함할 수 있다.
n형 반도체층(123)은 기판(121) 상에 위치한다. n형 반도체층(123)은 예를 들어 AlN 버퍼층(약 3.79㎛) 및 n형 AlGaN층을 포함할 수 있다. n형 AlGaN층은 Al 몰비가 0.8 이상인 하부 n형 AlGaN층(약 2.15㎛), Al 몰비가 0.7 내지 0.8인 중간 AlGaN층(1.7nm) 및 약 66.5nm 두께의 상부 n형 AlGaN층을 포함할 수 있다. n형 반도체층(123)은 활성층에서 생성된 광이 투과할 수 있도록 활성층보다 높은 밴드갭을 갖는 질화물계 반도체로 형성된다. 사파이어 기판(121) 상에 질화갈륨계 반도체층을 성장시키는 경우, n형 반도체층(123)은 통상 결정 품질을 개선하기 위해 복수의 층들을 포함할 수 있다.
마이크로 발광 엘리먼트(M)는 n형 반도체층(123) 상에 배치된다. 마이크로 발광 엘리먼트(M)는 활성층(125) 및 p형 반도체층(127)을 포함한다. 일반적으로 n형 반도체층(123), 활성층(125) 및 p형 반도체층(127)을 순차로 성장한 후, p형 반도체층(127) 및 활성층(125)을 패터닝함으로써 마이크로 발광 엘리먼트들(M)이 형성된다. 마이크로 발광 엘리먼트(M)는 또한 n형 반도체층(123)의 일부를 포함할 수 있다.
활성층(125)은 우물층 및 장벽층을 포함하는 단일 양자우물구조 또는 다중양자우물 구조일 수 있다. 우물층은 AlGaN 또는 AlInGaN로 형성될 수 있으며, 장벽층은 우물층보다 밴드갭이 넓은 AlGaN 또는 AlInGaN으로 형성될 수 있다. 예컨대, 각 우물층은 Al 몰비가 약 0.5인 AlGaN으로 두께 약 3.1nm로 형성되고, 각 장벽층은 Al의 몰비가 0.7 이상인 AlGaN으로 두께는 약 9nm 이상으로 형성될 수 있다. 특히, 첫 번째 장벽층은 12nm 이상의 두께로 다른 장벽층에 비해 더 두껍게 형성될 수 있다. 한편, 각 우물층의 상하에 접하여 Al 몰비가 0.7 내지 0.8인 AlGaN층들이 각각 약 1nm의 두께로 배치될 수 있다. 다만, 마지막 우물층 상에 접하는 AlGaN층의 Al 몰비는 전자블록층과 접하는 것을 고려하여 0.8 이상일 수 있다.
한편, p형 반도체층(127)은 전자블록층 및 p형 GaN 콘택층을 포함할 수 있다. 전자 블록층은 활성층으로부터 전자가 p형 반도체층으로 오버플로우하는 것을 방지하여 전자와 정공의 재결합율을 향상시킨다. 전자 블록층은 예를 들어 Al 몰비가 약 0.8인 p형 AlGaN으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 55nm의 두께로 형성될 수 있다. 한편, p형 GaN 콘택층은 약 300nm의 두께로 형성될 수 있다.
마이크로 발광 엘리먼트들(M)은 n형 반도체층(123) 상에 다양한 형상으로 정렬될 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 마이크로 발광 엘리먼트들(M)은 밀도가 높은 육방밀집 구조로 배열될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 마이크로 발광 엘리먼트들(M) 중 일부 위치에서 마이크로 발광 엘리먼트들(M)이 생략될 수 있다.
마이크로 발광 엘리먼트들(M)은 수평 단면이 원형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 사각형, 오각형, 육각형 등 다양한 형상일 수 있다. 각 마이크로 발광 엘리먼트(M)는 절두 형상일 있으며, 기판(121) 또는 n형 반도체층(123)의 상면에 대해 90도 이하의 각으로 경사진 측면을 가진다. 마이크로 발광 엘리먼트(M)의 최대 폭은 10um 이상 100um 이하일 수 있으며, 나아가 20um 이상 50um 이하일 수 있다. 마이크로 발광 엘리먼트(M)의 폭을 마이크로 스케일로 제한함으로써 마이크로 발광 엘리먼트(M)의 전체 면적에 걸쳐 전류를 쉽게 분산시킬 수 있다. 또한, 마이크로 발광 엘리먼트(M)가 상대적으로 작은 폭을 갖기 때문에, 마이크로 발광 엘리먼트(M) 내부에서 생성된 광이 마이크로 발광 엘리먼트(M) 내부에서 이동하는 동안 발생되는 광 손실을 줄일 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 마이크로 발광 엘리먼트들(M) 주위에 노출된 n형 반도체층(123) 상에 n 오믹 콘택층(129)이 배치된다. n 오믹 콘택층(129)은 복수의 금속층들을 증착한 후, 이 금속층들을 급속 얼로잉 공정(rapid thermal alloy: RTA)을 통해 합금화함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, n 오믹 콘택층(129)은 Cr/Ti/Al/Ti/Au를 순차적으로 증착한 후, RTA 공정으로 예컨대 935℃에서 수초 또는 수십초 내에 합금화처리할 수 있다. 따라서, n 오믹 콘택층(129)은 Cr, Ti, Al, Au를 함유하는 얼로이층이 된다.
상기 n 오믹 콘택층(129)은 마이크로 발광 엘리먼트들(M) 둘레를 따라 마이크로 발광 엘리먼트들(M)을 둘러싼다. n 오믹 콘택층(129)은 마이크로 발광 엘리먼트들(M)로부터 일정 간격 이격되며, n형 반도체층(123) 상의 대부분의 영역에 형성될 수 있다. n 오믹 콘택층(129)은 마이크로 발광 엘리먼트(M)의 주위에 형성되며, 따라서, 마이크로 발광 엘리먼트(M)와 n 오믹 콘택층(129) 사이에는 n 오믹 콘택층(129)이 없는 영역이 형성된다. 이 영역을 통해 마이크로 발광 엘리먼트들(M)의 측면으로 방출된 광이 n형 반도체층(123)으로 재입사되고 기판(121)을 통해 외부로 방출될 수 있다. n 오믹 콘택층(129)과 마이크로 발광 엘리먼트(M) 사이의 이격 거리는 마이크로 발광 엘리먼트(M) 둘레를 따라 일정할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
n 오믹 콘택층(129)이 형성된 후, 각각의 마이크로 발광 엘리먼트(M) 상에 p 오믹 콘택층(131)이 형성된다. p 오믹 콘택층(131)은 예를 들어, Ni/Au를 증착한 후 약 590℃에서 약 80초 동안 RTA 공정을 통해 형성될 수 있다. p 오믹 콘택층(131)은 p형 반도체층(127)에 오믹 콘택하며, 마이크로 발광 엘리먼트(M) 상부 영역의 대부분, 예컨대 80% 이상을 덮는다.
하부 절연층(133)은 마이크로 발광 엘리먼트들(M)을 덮으며 나아가 n 오믹 콘택층(129) 및 p 오믹 콘택층(131)을 덮는다. 다만, 하부 절연층(133)은 n 오믹 콘택층(129)을 노출시키는 제1 개구부(133a) 및 p 오믹 콘택층(131)을 노출시키는 제2 개구부(133b)를 가진다.
도 1에 복수의 제1 개구부들(133a)이 형성된 것을 도시하나, 단일의 제1 개구부(133a)가 형성될 수도 있다. 제1 개구부들(133a) 각각의 일부는 마이크로 발광 엘리먼트(M) 어레이 내부에 배치된다. 이를 위해, 마이크로 발광 엘리먼트들(M) 중 일부가 생략될 수 있다. 제1 개구부들(133a)의 각각의 다른 일부는 마이크로 발광 엘리먼트(M) 어레이 외부에 배치될 수 있다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 개구부들(133a)은 마이크로 발광 엘리먼트(M) 어레이의 내부와 외부에 걸쳐서 배치된다. 제1 개구부들(133a)의 위치는 전류 경로와 관련되며, 제1 개구부들(133a)의 적어도 일부를 마이크로 발광 엘리먼트(M)의 내부에 배치함으로써 전류 경로를 단축시켜 순방향 전압을 낮출 수 있다. 한편, 제1 개구부들(133a)의 다른 일부를 마이크로 발광 엘리먼트(M) 어레이의 외부에 배치함으로써 전류가 주입되는 면적을 넓일 수 있다.
한편, 제2 개구부들(133b)이 각각 마이크로 발광 엘리먼트(M) 상에 형성되며, 따라서, 마이크로 발광 엘리먼트들(M)의 개수와 동일한 제2 개구부들(133b)이 형성될 수 있다. 전기적 단락을 방지하기 위해, 제2 개구부들(133b) 각각은 n 오믹 콘택층(129)을 노출시키지 않도록 마이크로 발광 엘리먼트(M) 상에 한정될 수 있다. 그러나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후술하는 p 연결 금속층(135b)이 n 오믹 콘택층(129)과 단락되는 것을 방지할 수 있는 한, 제2 개구부(133b)가 p 오믹 콘택층(131)과 함께 n 오믹 콘택층(129)의 일부를 노출시킬 수도 있다.
n 패드 금속층들(135a)이 제1 개구부들(133a) 내에 배치될 수 있다. 여기서, n 패드 금속층들(135a)이 각각 제1 개구부들(133a) 내에 한정되는 것으로 도시하지만, n 패드 금속층들(135a)의 일부가 하부 절연층(133)을 덮을 수도 있다. 나아가, n 패드 금속층들(135a)이 서로 연결될 수도 있다.
n 패드 금속층들(135a) 각각의 일부는 마이크로 발광 엘리먼트(M) 어레이의 내부에서 n 오믹 콘택층(129)에 접촉하고, 다른 일부는 마이크로 발광 엘리먼트(M) 어레이의 외부에서 n 오믹 콘택층(129)에 접촉할 수 있다. 이에 따라, n 오믹 콘택층(129) 내의 전류 경로를 줄일 수 있어 순방향 전압을 감소시킬 수 있으며, 또한, n 패드 금속층(135a)과 n 오믹 콘택층(129)의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 한편, 본 실시예에서, n 패드 금속층(135a)은 생략될 수도 있다.
한편, p 연결 금속층들(135b)이 제2 개구부들(133b)에 의해 노출된 p 오믹 콘택층들(131))을 서로 전기적으로 연결한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 선형의 p 연결 금속층들(135b)이 선형으로 배열된 마이크로 발광 엘리먼트들(M)을 서로 연결할 수 있다. 이에 따라, p형 연결 금속층들(135b)은 서로 평행할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, p 연결 금속층들(135b)의 형상은 선형에 한정되는 것은 아니며, 또한 선형으로 배열된 마이크로 발광 엘리먼트들(M)만을 연결하는 것에 한정되는 것도 아니다. 즉, p 연결 금속층들(135b)은 다양한 형상 및 다양한 방식으로 마이크로 발광 엘리먼트들(M)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다.
p 연결 금속층들(135b)에 의해 각각의 마이크로 발광 엘리먼트(M)가 그룹화될 수 있다. 즉, p 연결 금속층들(135b)의 개수는 마이크로 발광 엘리먼트들(M)의 개수보다 작으며, 각각의 p 연결 금속층(135b)은 복수의 마이크로 발광 엘리먼트들(M)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 임의의 마이크로 발광 엘리먼트(M)는 어느 하나의 p 연결 금속층(135b)에 전기적으로 연결될 수 있다.
p 연결 금속층(135b)을 이용하여 복수의 마이크로 발광 엘리먼트(M)를 연결하기 때문에, p 연결 금속층들(135b)은 마이크로 발광 엘리먼트들(M)의 측면의 적어도 일부를 덮는다.
한편, p 연결 금속층(135b)은 반사 금속층을 포함할 수 있으며, 따라서, 마이크로 발광 엘리먼트(M)의 측면으로 진행하는 광을 기판(121) 측으로 반사시켜 광 효율을 향상시킬 수 있다. p 연결 금속층(1135b)은 일 예로, Ti층(300Å)/Au층(7000Å)/Ti층(50Å)으로 형성될 수 있다. 또한, 반사율을 더욱 향상시키기 위해, p 연결 금속층(1135b)은 Cr층/Al층/Ti층으로 형성될 수 있다.
n 패드 금속층(135a)은 p 연결 금속층(135b)과 동일 재료로 동일 공정에 의해 함께 형성될 수 있으며, 따라서, 이들 금속층들(135a, 135b)은 동일 레벨에 위치한다고 할 수 있다.
한편, 종래 기술은 열 초음파 본딩을 위해 n 오믹 콘택층(129) 상에 배치되는 단차 조절층을 필요로 하지만, 본 발명의 실시예들은 열 초음파 본딩 대신 AuSn 본딩이나 금속 소결 페이스트(Ag, Au)를 이용하므로, 단차 조절층을 필요로 하지 않는다. 따라서, 상기 n 패드 금속층(135a)은 n 오믹 금속층(129)에 직접 접할 수 있다.
상부 절연층(137)은 n 패드 금속층들(135a) 및 p 연결 금속층들(135b)을 덮는다. 다만, 상부 절연층(133)은 n 패드 금속층들(135a)을 노출시키는 제1 개구부들(37a) 및 p 연결 금속층들(135b)을 부분적으로 노출시키는 제2 개구부들(137b)을 갖는다. 도 1에서, 제1 개구부들(137a) 및 제2 개구부들(137b)의 경계선이 굵은 선으로 표시된다.
제1 개구부(137a)는 n 패드 금속층(135a) 상에 위치하며, 한정되는 것은 아니나, n 패드 금속층(135a)보다 좁은 면적을 가질 수 있다. 제1 개구부(137a)는 또한 하부 절연층(133)의 제1 개구부(133a) 상부에 위치할 수 있으며, 제1 개구부(133a)보다 좁은 면적을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 개구부(133a), n 패드 금속층(135a) 및 제1 개구부(137a)이 서로 중첩된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 개구부(133a)과 제1 개구부(137a)가 서로 중첩하지 않도록 서로 횡 방향으로 이격될 수도 있다.
제2 개구부(137b)는 p 연결 금속층(135b) 상에 위치하며, 한정되는 것은 아니나, p 연결 금속층(135b)보다 좁은 면적을 가질 수 있다. 제2 연결 금속층들(135b) 상에 하나 이상의 제2 개구부(137b)가 위치할 수 있다. 제2 개구부(137b)는 두 개 이상의 마이크로 발광 엘리먼트들(M) 상에 걸쳐 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 마이크로 발광 엘리먼트(M) 상에 배치될 수도 있다.
도 1에 도시되듯이, 제1 개구부들(137a)은 기판(121)의 중심에서 일측 가장자리측에 치우쳐 위치하며, 제2 개구부들(135b)은 상기 일측 가장자리에 대향하는 타측 가장자리측에 치우쳐 위치할 수 있다.
n 범프(139a)는 제1 개구부들(137a)을 덮고 제1 개구부들(137a)을 통해 n 패드 금속층(135a)에 접속한다. n 범프(139a)는 제1 개구부들(137a)을 밀봉할 수 있다. n 범프(139a)는 n 패드 금속층(135a) 및 n 오믹 콘택층(129)을 통해 n형 반도체층(123)에 전기적으로 접속된다.
p 범프(139b)는 제2 개구부들(137b)을 덮고 제2 개구부들(137b)을 통해 p 연결 금속층(135b)에 접속한다. p 범프(139b)는 제2 개구부들(137b)을 밀봉할 수 있다. p 범프(139b)는 p 연결 금속층(135b) 및 p 오믹 콘택층(131)을 통해 p형 반도체층(127)에 전기적으로 접속된다.
n 범프(139a) 및 p 범프(139b)는 예를 들어 Ti/Au/Cr/Au로 형성될 수 있다. 이와 달리, n 범프(139a) 및 p 범프(139b)는 Al층을 포함할 수 있으며, 예컨대, Cr/Al/Cr/Au로 형성될 수도 있다.
n 범프(139a)와 p 범프(139b)는 도 1에 도시된 바와 같이 서로 평행하게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 개구부들(137a, 137b)은 n 범프(139a) 및 p 범프(139b)로 가려지며, 따라서 외부로부터 수분 등이 제1 및 제2 개구부들(137a, 137b)을 통해 침투하는 것이 방지될 수 있어 신뢰성이 향상된다.
한편, 상기 n 범프(139a) 및 p 범프(139b)는 각각, 마이크로 발광 엘리먼트들(M) 중 일부의 측면을 덮는다. 도 1에 도시한 바와 같이, p 범프(139b)가 복수의 마이크로 발광 엘리먼트들(M) 상부에 걸쳐서 배치되며, n 범프(139a) 또한, 복수의 마이크로 발광 엘리먼트들(M) 상부에 걸쳐서 배치된다. 이에 따라, n 범프(139a)의 크기를 증가시킬 수 있다. n 범프(139a)의 크기 증가는 발광 다이오드의 방열 특성을 개선한다. 더욱이, n 범프(139a)가 마이크로 발광 엘리먼트들(M) 상부에 배치되므로, 마이크로 발광 엘리먼트들(M)에서 생성된 열을 n 범프(139a)를 이용하여 외부로 쉽게 방출할 수 있다.
n 범프(139a) 및 p 범프(139b)는 자외선에 대해 반사율을 가지며, 따라서, 마이크로 발광 엘리먼트(M)의 측면으로 방출되는 광을 반사시켜 마이크로 발광 엘리먼트(M) 내부로 재입사시킬 수 있다. 이에 따라, 활성층(127)에서 생성된 광이 마이크로 발광 엘리먼트(M)의 측면으로 방출되어 손실되는 것을 줄일 수 있다.
한편, 도 2에 n 범프(139a) 및 p 범프(139b)의 상면이 평탄한 것으로 도시하지만, 마이크로 발광 엘리먼트(M) 및 n 패드 금속층(135a)의 높이 차이 등에 기인하여 평탄하지 않을 수 있다.
반사 방지층(141)은 기판(121)의 광 방출면 측에 배치된다. 반사 방지층(141)은 SiO2와 같은 투명 절연층을 예를 들어 자외선 파장의 1/4의 정수배 두께로 형성될 수 있다. 이와 달리, 반사 방지층(141)으로 굴절률이 서로 다른 층들을 반복 적층한 밴드패스 필터가 사용될 수도 있다.
한편, 도면에 나타내지는 않았지만, 기판(121)의 측면은 요철을 가질 수 있으며, 이에 따라, 기판(121)의 측면을 통한 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 상기 요철은 예를 들어 스텔스 레이저 스크라이빙 기술을 이용하여 기판을 분리함으로써 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 4는 도 3의 절취선 B-B를 따라 취해진 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 앞서 설명한 발광 다이오드와 대체로 유사하나, 단일의 p 연결 금속층(235b)이 p 오믹 콘택층들(131)을 모두 연결하는 것에 차이가 있다.
즉, p 연결 금속층(235b)은 기판(121) 상에 배치된 모든 마이크로 발광 엘리먼트들(M)을 덮으며, 이들 상에 배치된 p 오믹 콘택층들(131)에 접속한다. 따라서, p 연결 금속층(235b)은 또한 마이크로 발광 엘리먼트들(M)의 측면을 모두 덮을 수 있다.
p 연결 금속층(235b)이 마이크로 발광 엘리먼트들(M)의 측면을 모두 덮기 때문에, 마이크로 발광 엘리먼트(M)의 측면에서 자외선에 대한 반사는 p 연결 금속층(235b)에 의해 수행될 수 있다. 이에 따라, p 범프(139b)는 반사특성을 고려할 필요 없이 범프에 적합한 재료로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 상부 절연층(137)의 제2 개구부들(137b)이 도 1의 실시예와 동일한 위치에 형성된 것을 도시하지만, 제2 개구부들(137b)의 형상이나 위치는 다양하게 바뀔 수 있으며, 나아가, 단일의 제2 개구부(137b)가 형성될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드는, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 자외선 발광 다이오드와 대체로 유사하나, 마이크로 발광 엘리먼트들(M)의 형상, 하부 절연층(133)의 제1 개구부(233a)의 형상, n 패드 금속층(235a)의 형상, p 연결 금속층(235b)의 형상, 상부 절연층(137)의 제1 개구부(237a) 및 제2 개구부(237b)의 형상 등이 앞의 실시예와 차이가 있다.
우선, 마이크로 발광 엘리먼트들(M)은 정육각형 형상을 가진다. 정육각형 형상은 마이크로 발광 엘리먼트들(M)의 벌집 모양 배열에 가장 적합하다. 그러나 본 발명이 마이크로 발광 엘리먼트들(M)의 특정 형상에 한정되는 것은 아니며, 본 실시예는 이와 같이 다양한 형상의 마이크로 발광 엘리먼트(M)가 사용될 수 있는 것을 예시한다.
한편, 단일의 제1 개구부(233a)가 배치된다. 제1 개구부(233a)의 일부는 마이크로 발광 엘리먼트들(M) 사이의 영역 내에 배치되며, 다른 일부는 마이크로 발광 엘리먼트(M) 어레이의 외부에 배치된다.
n 패드 금속층(235a)은 제1 개구부(233a) 내에 한정되어 위치할 수 있으며, 대체로 제1 개구부(233a)와 유사한 형상을 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, n 패드 금속층(235a)의 일부는 하부 절연층(133) 상에 위치할 수도 있다.
p 연결 금속층(235b)은 앞서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 모든 마이크로 발광 엘리먼트들(M)을 전기적으로 연결할 수 있다.
한편, 상부 절연층(137)의 제1 개구부(237a)는 n 패드 금속층(235a)을 노출시키며, 또한, 하부 절연층(133)의 제1 개구부(233a) 상에 위치할 수 있다. 도 5에 도시되듯이, 복수의 제1 개구부들(237a)이 하부 절연층(133)의 제1 개구부(233a) 내에 형성될 수 있다.
상부 절연층(137)의 제2 개구부들(237b)은 각각 마이크로 발광 엘리먼트들(M)의 상부 영역 내에 한정되어 위치할 수 있다. 즉, 하나의 제2 개구부(237b)는 하나의 마이크로 발광 엘리먼트(M) 상에 위치할 수 있으며, 여러 개의 마이크로 발광 엘리먼트들(M) 상부에 걸쳐서 형성되지 않을 수 있다. 상기 제2 개구부들(237b)은 p 범프(139a) 아래에 위치하며, p 범프(139a)에 의해 밀봉된다.
본 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드는 서브마운트 기판 상에 플립 본딩될 수 있다. 예컨대, 서브 마운트 기판은 전극 패드들을 상면에 갖는 AlN 기판일 수 있다. 자외선 발광 다이오드는 금속 소결 페이스트 또는 AuSn을 이용한 본딩을 이용하여 서브 마운트 기판에 본딩될 수 있다. 이에 따라, n 범프(139a)와 p 범프(139b)의 상단면의 높이는 서로 동일하지 않아도 된다.
본 실시예에 따른 자외선 발광 다이오드는 종래 단일의 메사를 채택하고 n 범프(139a)가 메사로부터 이격된 자외선 발광 다이오드와 대비하여 순방향 전압을 낮출 수 있으며, 또한, 광 손실을 줄일 수 있어 광 출력을 향상시킬 수 있다.
이상, 상기 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 의한 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하고, 본 발명은 특허청구범위에 의한 기술적 사상을 모두 포함한다.

Claims (18)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 위치하는 n형 반도체층;
    상기 n형 반도체층 상에 배치되고, 각각 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 마이크로 발광 엘리먼트들;
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들 주위에서 상기 n형 반도체층에 콘택하는 n 오믹 콘택층;
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 p형 반도체층들에 각각 콘택하는 p 오믹 콘택층들;
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들 및 상기 n형 반도체층을 덮되, 상기 n 오믹 콘택층을 노출시키는 적어도 하나의 제1 개구부 및 상기 각 마이크로 발광 엘리먼트들 상의 p 오믹 콘택층들을 각각 노출시키는 제2 개구부들을 포함하는 하부 절연층;
    상기 하부 절연층의 제2 개구부들을 통해 노출된 상기 p 오믹 콘택층들을 서로 전기적으로 연결하기 위한 적어도 하나의 p 연결 금속층; 및
    상기 p 연결 금속층을 덮되, 상기 적어도 하나의 p 연결 금속층을 노출시키는 적어도 하나의 제2 개구부를 포함하는 상부 절연층;
    상기 n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속된 n 범프; 및
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 p 오믹 콘택층들에 전기적으로 접속된 p 범프를 포함하고,
    상기 n 범프 및 p 범프는 각각 복수의 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 걸쳐서 배치되며,
    상기 n 범프는 상기 적어도 하나의 제1 개구부를 통해 상기 n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속하고,
    상기 적어도 하나의 제1 개구부의 적어도 일부는 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 사이에 배치되고,
    상기 p 범프는 상기 상부 절연층의 적어도 하나의 제2 개구부를 통해 상기 적어도 하나의 p 연결 금속층에 전기적으로 접속되며,
    상기 상부 절연층의 적어도 하나의 제2 개구부는 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 각각 한정되어 위치하는 복수의 제2 개구부들을 포함하는 자외선 발광 다이오드.
  2. 기판;
    상기 기판 상에 위치하는 n형 반도체층;
    상기 n형 반도체층 상에 배치되고, 각각 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 마이크로 발광 엘리먼트들;
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들 주위에서 상기 n형 반도체층에 콘택하는 n 오믹 콘택층;
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 p형 반도체층들에 각각 콘택하는 p 오믹 콘택층들;
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들 및 상기 n형 반도체층을 덮되, 상기 n 오믹 콘택층을 노출시키는 적어도 하나의 제1 개구부 및 상기 각 마이크로 발광 엘리먼트들 상의 p 오믹 콘택층들을 각각 노출시키는 제2 개구부들을 포함하는 하부 절연층;
    상기 하부 절연층의 제2 개구부들을 통해 노출된 상기 p 오믹 콘택층들을 서로 전기적으로 연결하기 위한 적어도 하나의 p 연결 금속층; 및
    상기 p 연결 금속층을 덮되, 상기 적어도 하나의 p 연결 금속층을 노출시키는 적어도 하나의 제2 개구부를 포함하는 상부 절연층;
    상기 n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속된 n 범프; 및
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 p 오믹 콘택층들에 전기적으로 접속된 p 범프를 포함하고,
    상기 n 범프 및 p 범프는 각각 복수의 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 걸쳐서 배치되며,
    상기 n 범프는 상기 적어도 하나의 제1 개구부를 통해 상기 n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속하고,
    상기 적어도 하나의 제1 개구부의 적어도 일부는 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 사이에 배치되고,
    상기 p 범프는 상기 상부 절연층의 적어도 하나의 제2 개구부를 통해 상기 적어도 하나의 p 연결 금속층에 전기적으로 접속되며,
    상기 적어도 하나의 p 연결 금속층은 상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 상면 및 측면을 모두 덮는 연속적인 하나의 층인 자외선 발광 다이오드.
  3. 기판;
    상기 기판 상에 위치하는 n형 반도체층;
    상기 n형 반도체층 상에 배치되고, 각각 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 마이크로 발광 엘리먼트들;
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들 주위에서 상기 n형 반도체층에 콘택하는 n 오믹 콘택층;
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 p형 반도체층들에 각각 콘택하는 p 오믹 콘택층들;
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들 및 상기 n형 반도체층을 덮되, 상기 n 오믹 콘택층을 노출시키는 적어도 하나의 제1 개구부 및 상기 각 마이크로 발광 엘리먼트들 상의 p 오믹 콘택층들을 각각 노출시키는 제2 개구부들을 포함하는 하부 절연층;
    상기 하부 절연층의 제2 개구부들을 통해 노출된 상기 p 오믹 콘택층들을 서로 전기적으로 연결하기 위한 적어도 하나의 p 연결 금속층; 및
    상기 p 연결 금속층을 덮되, 상기 적어도 하나의 p 연결 금속층을 노출시키는 적어도 하나의 제2 개구부를 포함하는 상부 절연층;
    상기 n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속된 n 범프; 및
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 p 오믹 콘택층들에 전기적으로 접속된 p 범프를 포함하고,
    상기 n 범프 및 p 범프는 각각 복수의 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 걸쳐서 배치되며,
    상기 n 범프는 상기 적어도 하나의 제1 개구부를 통해 상기 n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속하고,
    상기 적어도 하나의 제1 개구부의 적어도 일부는 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 사이에 배치되고,
    상기 p 범프는 상기 상부 절연층의 적어도 하나의 제2 개구부를 통해 상기 적어도 하나의 p 연결 금속층에 전기적으로 접속되며,
    상기 적어도 하나의 p 연결 금속층은 선형의 복수의 p 연결 금속층들을 포함하고,
    상기 복수의 p 연결 금속층들은 상기 p 범프에 의해 서로 전기적으로 연결되는 자외선 발광 다이오드.
  4. 청구항 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 개구부는 일부가 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 사이에 배치되고, 다른 일부는 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 외부에 배치된 자외선 발광 다이오드.
  5. 청구항 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 개구부는 복수의 제1 개구부들을 포함하되,
    상기 복수의 제1 개구부들은 각각 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 사이에 일부분만이 배치된 자외선 발광 다이오드.
  6. 청구항 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서,
    상기 p 연결 금속층과 동일 재료로 형성되며, 상기 하부 절연층의 적어도 하나의 제1 개구부에 노출된 상기 n 오믹 콘택층에 전기적으로 접속하는 적어도 하나의 n 패드 금속층을 더 포함하되,
    상기 상부 절연층은 상기 적어도 하나의 n 패드 금속층을 노출시키는 적어도 하나의 제1 개구부를 가지고,
    상기 n 범프는 상기 상부 절연층의 적어도 하나의 제1 개구부를 통해 상기 적어도 하나의 n 패드 금속층에 전기적으로 접속된 자외선 발광 다이오드.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 상부 절연층의 제1 개구부는 상기 하부절연층의 제1 개구부와 중첩하는 자외선 발광 다이오드.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 n 패드 금속층 및 상기 상부 절연층의 제1 개구부는 상기 하부 절연층의 제1 개구부의 상부 영역 내에 위치하는 자외선 발광 다이오드.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 n 범프의 일부는 상기 p 연결 금속층의 일부와 중첩하는 자외선 발광 다이오드.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 하부 절연층은 하나의 제1 개구부를 갖되, 상기 상부 절연층은 상기 하나의 제1 개구부 상에 배치된 복수의 제1 개구부를 가지는 자외선 발광 다이오드.
  11. 청구항 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 절연층의 적어도 하나의 제2 개구부는 복수의 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 걸쳐서 형성된 복수의 제2 개구부들을 포함하는 자외선 발광 다이오드.
  12. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 상부 절연층의 적어도 하나의 제2 개구부는 상기 마이크로 발광 엘리먼트들 상부에 각각 한정되어 위치하는 복수의 제2 개구부들을 포함하는 자외선 발광 다이오드.
  13. 청구항 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서,
    상기 p 연결 금속층은 금속 반사층을 포함하는 자외선 발광 다이오드.
  14. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 적어도 하나의 p 연결 금속층은 상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 측면을 덮는 자외선 발광 다이오드.
  15. 청구항 3에 있어서,
    상기 적어도 하나의 p 연결 금속층은 상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 상면 및 측면을 모두 덮는 연속적인 하나의 층인 자외선 발광 다이오드.
  16. 삭제
  17. 청구항 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 하면에 배치된 반사 방지막을 더 포함하는 자외선 발광 다이오드.
  18. 청구항 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로 발광 엘리먼트들의 수평 단면은 원형 또는 육각형인 자외선 발광 다이오드.
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