KR20080075368A - 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법 - Google Patents

질화물 반도체 발광소자 및 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080075368A
KR20080075368A KR1020070014450A KR20070014450A KR20080075368A KR 20080075368 A KR20080075368 A KR 20080075368A KR 1020070014450 A KR1020070014450 A KR 1020070014450A KR 20070014450 A KR20070014450 A KR 20070014450A KR 20080075368 A KR20080075368 A KR 20080075368A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nitride semiconductor
light emitting
grooves
conductivity type
type nitride
Prior art date
Application number
KR1020070014450A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100887139B1 (ko
Inventor
김선운
김동준
이동주
Original Assignee
삼성전기주식회사
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 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020070014450A priority Critical patent/KR100887139B1/ko
Priority to US12/007,497 priority patent/US20100283070A1/en
Priority to JP2008009835A priority patent/JP4804485B2/ja
Publication of KR20080075368A publication Critical patent/KR20080075368A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100887139B1 publication Critical patent/KR100887139B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • H01L33/382—Semiconductor devices having potential barriers 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 the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • H01L33/08—Semiconductor devices having potential barriers 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 plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 광추출효율이 개선된 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법을 제공한다. 상기 질화물 반도체 발광소자는 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층과 그 사이에 형성된 활성층을 갖는 발광 적층구조물과, 상기 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층에 각각 전기적으로 접속되도록 형성된 제1 및 제2 전극패드와, 상기 제2 전극패드 하부에 적어도 상기 제1 도전형 질화물 반도체층의 일부까지의 깊이를 갖도록 형성된 복수의 홈과, 상기 복수의 홈에 의해 노출된 발광 적층구조물 영역과 상기 제2 전극패드가 전기적으로 절연되도록 상기 복수의 홈 내부면에 형성된 절연막을 포함한다.
광추출효율(light extraction efficiency), 반사층(reflective layer), 질화물 반도체(nitride semiconductor), LED(light emitting diode)

Description

질화물 반도체 발광소자 및 제조방법{NITRIDE SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
도1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타내는 측단면도이다.
도2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타내는 측단면도이다.
도3a 내지 도3d는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 나타내는 공정단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
11,21,31: 기판 12,22,32: 버퍼층
13,23,33: 제1 도전형 질화물 반도체층 14,24,34: 활성층
15,25,35: 제2 도전형 질화물 반도체층 16,26,36: 투명전극층
17,27,37: 절연막 38: 반사층
본 발명은 질화물 반도체 발광소자 및 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 국부적인 패턴구조를 이용하여 광추출효율을 향상시킨 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 질화물 반도체는 풀컬러 디스플레이, 이미지 스캐너, 각종 신호시스템 및 광통신기기에 광원으로 제공되는 녹색 또는 청색 발광 다이오드(light emitting diode:LED)에 널리 사용되고 있다. 이러한 LED는 전자와 정공의 재결합원리를 이용하는 활성층에서 빛을 생성하여 방출시킨다.
질화물 반도체 발광소자의 광효율은 내부양자효율(internal quantum efficiedncy)과 광추출효율(light extraction efficiency, 또는 "외부양자효율"이라고도 함)에 의해 결정된다. 특히, 광추출효율은 발광소자의 광학적 인자, 즉 각 구조물의 굴절률 및/또는 계면의 평활도(flatness) 등에 의해 크게 영향을 받는다.
하지만, 광추출효율측면에서 질화물 반도체 발광소자는 근본적인 제한사항을 가지고 있다.
발광소자를 구성하는 질화물 반도체층은 외부대기나 기판에 비해 큰 굴절률을 가지므로, 빛의 방출가능한 입사각범위를 결정하는 임계각이 작아지고, 그 결 과, 활성층으로부터 발생된 광의 상당부분은 내부 전반사되어 실질적으로 원하지 않는 방향으로 전파되거나 전반사과정에서 손실되어 광추출효율이 낮을 수 밖에 없다. 보다 구체적으로, 질화물계 반도체 발광소자에서, GaN의 굴절률은 2.4이므로, 활성층에서 생성된 광은 GaN/대기계면에서의 임계각인 23.6°보다 클 경우에 내부 전반사가 일어나 측면방향으로 진행되어 손실되거나 원하는 방향으로 방출되지 못하여, 실제 광추출효율은 약 13%에 불과하고, 이와 유사하게 사파이어기판은 1.78이므로, 사파이어기판/대기계면에서의 광추출효율은 낮다는 문제가 있다.
또한, 와이어에 의해 외부장치와 연결되는 전극패드부분에서는 활성층으로부터 발생된 광이 흡수되어 광추출효율을 저하하는 문제가 있다.
이와 같이, 질화물 반도체 발광소자는 질화물 반도체층의 고유 굴절률에 따른 광학적 특성과, 전극패드 등과 같은 필수적인 외부연결구조에 의해 광추출효율이 저하되는 문제를 갖고 있다. 따라서, 당 기술분야에서는 광추출효율의 개선효과를 극대화할 수 있는 새로운 방안이 요구된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 그 일 목적은 전극패드영역에 위치한 반도체 구조의 변경을 통해서 광추출효율을 개선하는 새로운 질화물 반도체 발광소자를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 실현하기 위해서, 본 발명의 일 측면은,
제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층과 그 사이에 형성된 활성층을 갖는 발광 적층구조물과, 상기 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층에 각각 전기적으로 접속되도록 형성된 제1 및 제2 전극패드와, 상기 제2 전극패드 하부에 적어도 상기 제1 도전형 질화물 반도체층의 일부까지의 깊이를 갖도록 형성된 복수의 홈과, 상기 복수의 홈에 의해 노출된 발광 적층구조물 영역과 상기 제2 전극패드가 전기적으로 절연되도록 상기 복수의 홈 내부면에 형성된 절연막을 포함하는 질화물 반도체 발광소자를 제공한다.
바람직하게, 상기 복수의 홈은 각각 그 깊이를 따라 좁아지도록 경사진 측면을 가질 수 있다.
상기 발광구조물은 상기 제1 도전형 질화물 반도체층의 일 영역이 노출되도록 메사에칭된 구조를 가지며, 상기 제1 전극 패드는 상기 노출된 일 영역에 형성될 수 있다. 이 경우에, 상기 복수의 홈은 상기 메사에칭된 깊이와 동일한 깊이를 갖도록 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 도전형 질화물 반도체층 상면에 형성된 투명전극층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극패드는, Ti, Cr, Al, Cu, Au, W 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 단일 층 또는 복수의 층일 수 있다.
구체적인 실시형태에서, 상기 복수의 홈은 각각 약 5 ∼ 약 50㎛의 상단 폭을 가질 수 있다.
상기 절연막은, Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 적어도 상기 복수의 홈에 위치한 상기 절연막 상에 형성된 고반사성 금속층을 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 고반사성 금속층은 Al, Ag, Rh, Ru, Pt, Pd 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층과 그 사이에 형성된 활성층을 갖는 발광 적층구조물을 마련하는 단계와. 제2 전극패드가 형성될 상기 제2 도전형 질화물 반도체층 영역에 적어도 상기 제1 도전형 질화물 반도체층의 일부까지의 깊이를 갖는 복수의 홈을 형성하는 단계와, 상기 복수의 홈의 내부면에 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층에 각각 전기적으로 접속되도록 제1 및 제2 전극패드를 형성하는 단계를 포함하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법을 제공한다.
본 발명의 구체적인 실시형태에서, 상기 제1 전극 패드가 형성될 상기 제1 도전형 질화물 반도체층의 일 영역이 노출되도록 상기 발광 적층구조물을 메사에칭하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우에는, 상기 복수의 홈을 형성하는 단계는, 상기 메사에칭하는 단계와 동시에 실행되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 절연막 형성단계와 상기 제2 전극패드 형성단계 사이에, 적어도 상기 복수의 홈부에 위치한 상기 절연막 상에 고반사성 금속층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타내는 측단면도이다.
도1을 참조하면, 수직구조의 질화물 반도체 발광소자(10)가 도시되어 있다. 상기 질화물 반도체 발광소자(10)는 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층(13,15)과 그 사이에 형성된 활성층(14)을 갖는 발광 적층구조물을 포함한다. 상기 발광 적층 구조물은 버퍼층(12)이 형성된 도전성 기판(11) 상면에 형성된다. 상기 도전성 기판(11)은 GaN 기판 또는 Si 기판일 수 있다.
상기 질화물 반도체 발광소자(10)는 상기 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층(13,15)에 전기적으로 접속되도록 형성된 제1 및 제2 전극패드(19a,19b)를 포함한다. 본 실시형태에서, 상기 제1 전극패드(19a)는 상기 도전성 기판(11)의 하면에 제공되며, 상기 제2 전극패드(19b)는 제2 도전형 질화물 반도체층(15) 상에 형성된 투명전극층(16)에 제공된다. 상기 제1 및 제2 전극패드(19a,19b)는 와이어 본딩 또는 직접 실장을 통해 외부장치(미도시)와 연결하기 위한 부분으로서, Ti, Cr, Al, Cu, Au, W 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 단일 층 또는 복수의 층일 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 제2 전극패드(19b) 하부에 위치한 발광 적층 구조물에 복수의 홈(H)이 형성된다. 상기 복수의 홈(H)은 적어도 상기 제1 도전형 질화물 반도체층(13)으로부터 상기 활성층(14)을 지나 제1 도전형 질화물 반도체층(13)의 일부까지의 깊이를 갖는다. 상기 홈(H)을 형성하기 위한 선택적인 에칭공정에서 상기 홈(H)의 내부면은 질화물 단결정의 특정 결정면이 갖도록 형성될 수 있다.
따라서, 상기 복수의 홈(H)은 각각 그 깊이를 따라 좁아지도록 경사진 측면을 가질 수 있다. 구체적인 실시형태에서, 상기 복수의 홈(H)은 각각 약 5 ∼ 약 50㎛의 상단 폭을 가질 수 있다.
상기 복수의 홈(H)의 내부면에는 절연막(17)이 형성된다. 상기 절연막(17)은 상기 홈(H)에 의해 노출된 제1 도전형 질화물 반도체층(13)과 활성층(14) 부분을 상기 제2 전극패드(19b)와 전기적으로 절연시킨다. 이러한 절연막(17)은, Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물일 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태의 질화물 반도체 발광소자(10)에서는, 제2 전극패드(19b) 하부에 복수의 홈(H)을 형성하고 그 내부에 금속이 충전되므로, 상기 활성층(14)으로부터 발생된 광의 경로를 다양하게 변경시킬 수 있다. 따라서, 앞서 설명한 바와 같이, 경로가 변경된 광은 질화물 단결정과 대기의 굴절률 차이에 의해 제한되는 광추출 허용 임계각 범위 내의 각으로 계면에 입사될 확률을 높일 수 있으며, 결과적으로 발광소자(10)의 광추출효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 국부적인 에칭에 의해 형성된 홈(H)에는 상기 절연막(17)이 형성되므로, 상기 제2 전극패드(19b)는 다른 국부적인 영역에 한하여 상기 투명전극층(16)과 직접 접촉된다. 따라서, 전류는 상기 제2 전극패드(19b)의 분산된 국부적인 접속영역을 통해 흐르게 되므로, 전류밀도가 집중되는 영역이 다소 완화되어 전류의 분산효과를 기대할 수 있다.
도2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타내는 측단면도이다.
도2을 참조하면, 도1의 실시형태와 달리, 동일 면방향에 양 전극이 배치된 수평형 질화물 반도체 발광소자(20)가 도시되어 있다.
상기 질화물 반도체 발광소자(20)는 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층(23,25)과 그 사이에 형성된 활성층(24)을 갖는 발광 적층구조물을 포함한다. 상기 발광 적층구조물은 버퍼층(22)이 형성된 기판(21) 상면에 형성된다. 상기 기판(21)은 사파이어 기판과 같은 절연성 기판일 수 있다.
상기 질화물 반도체 발광소자(20)는 상기 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층(23,25)에 전기적으로 접속되도록 형성된 제1 및 제2 전극패드(29a,29b)를 포함한다. 본 실시형태에서, 상기 제2 전극패드(29b)는 제2 도전형 질화물 반도체층(25) 상에 형성된 투명전극층(26)에 제공되지만, 기판은 절연성 기판이므로 상기 제1 전극패드(29a)는 별도의 메사에칭공정을 통해 노출된 제1 도전형 질화물 반도체층(23) 영역에 직접 형성된다. 상기 제1 및 제2 전극패드(29a,29b)는 Ti, Cr, Al, Cu, Au, W 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 단일 층 또는 복수의 층일 수 있다.
또한, 도1에 도시된 실시형태와 유사하게, 상기 제2 전극패드(29b) 하부에 위치한 발광 적층 구조물에 복수의 홈(H)이 형성된다. 상기 복수의 홈(H)은 적어도 상기 제1 도전형 질화물 반도체층(23)으로부터 상기 활성층(24)을 지나 제1 도전형 질화물 반도체층(23)의 일부까지의 깊이를 갖는다. 본 실시형태에서, 홈(H) 형성공정은 제1 전극패드(29a) 형성영역을 제공하기 위한 메사에칭공정과 함께 실시되는 것이 바람직하다. 이는 홈(H) 형성시에 별도의 추가적인 공정 없이 메사에칭에 사용될 마스크를 변경함으로써 종전의 메사에칭공정과 동시에 용이하게 실행될 수 있다. 이 경우에, 도2에 도시된 바와 같이, 홈(H)은 메사에칭의 깊이와 거의 동일한 깊이로 형성된다. 이에 대해서는 도3b에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
상기 복수의 홈(H)의 내부면에는 절연막(27)이 형성된다. 상기 절연막(27)은 상기 홈(H)에 의해 노출된 제1 도전형 질화물 반도체층(23)과 활성층(24) 부분을 상기 제2 전극패드(29b)와 전기적으로 절연시킨다. 이러한 절연막(27)은, Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물일 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태의 질화물 반도체 발광소자(20)에서, 상기 활성층(24)으로부터 발생된 광은 제2 전극패드(29b) 하부에 제공된 복수의 홈(H)구조에 의해 발광 적층구조물 내부에서 다양한 경로로 변경될 수 있으므로, 광추출확률을 높일 수 있으며, 결과적으로 발광소자(20)의 광추출효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제2 전극패드(29b)의 분산된 국부적인 접속영역을 따라 전류를 선택적으로 도통시 키므로, 다소 전류분산효과를 기대할 수도 있다.
본 발명에서 채용된 복수의 홈구조는, 구조 자체에 의해 발광 적층구조물 내부에서의 광경로를 변경하여 광추출효율을 향상시키는데 유익하게 작용할 수 있으나, 전극패드물질에 의한 광흡수를 방지하는 동시에 광 경로를 변경하는 효과를 향상시키기 위해서, 상기 복수의 홈에 위치한 상기 절연막 상에 고반사성 금속층을 추가로 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 실시형태에서 대해서는 도3a 내지 도3d에 도시된 제조방법을 근거하여 보다 상세히 설명한다.
도3a 내지 도3d는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 나타내는 공정단면도이다.
본 실시형태의 제조방법은, 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층(33,35)과 그 사이에 형성된 활성층(34)을 갖는 발광 적층구조물을 마련하는 단계로 시작된다. 본 공정은 도3a와 같이 사파이어 기판(31) 상에 저온 질화물 행성장층과 같은 질화물 단결정 성장을 위한 버퍼층(32)을 형성하고 이어 발광 적층구조물을 위한 질화물 단결정 성장공정으로 실행될 수 있다. 본 질화물 단결정 성장공정은 MOCVD, MBE와 같은 공지된 성장공정에 의해 실행될 수 있다. 상기 제2 도전형 질화물 반도체층(35) 상에는 전류분산효과의 향상을 위해서 투명전극층(36)을 추가로 형성할 수 있다.
이어, 제2 전극패드(도3d의 39b)가 형성될 상기 제2 도전형 질화물 반도체층(35) 영역에 적어도 상기 제1 도전형 질화물 반도체층(33)의 일부까지의 깊이(d)를 갖는 복수의 홈(H)을 형성한다. 본 실시형태와 같이, 제1 전극패드(도3d의 39a)가 형성될 영역을 확보하기 위한 메사에칭이 요구되는 경우에는, 도3b에 도시된 바와 같이, 메사에칭공정을 홈(H)형성을 위한 에칭공정과 동시에 실시될 수 있다. 또한, 앞서 설명된 바와 같이, 본 발명에 채용된 홈(H)은 발광 적층구조물의 내부에서 광경로를 보다 효과적으로 변경하기 위해서 활성층(34)을 지나 제1 도전형 질화물 반도체층(33)의 적어도 일부까지 연장된 깊이(d)로 형성되므로, 본 홈 형성공정은 제1 도전형 질화물 반도체층(33)의 노출을 위한 메사에칭공정과 적절하게 결합되어 실시될 수 있으므로, 홈을 형성하기 위한 에칭공정을 별도로 추가하지 않을 수 있다.
이러한 에칭공정에서 얻어진 홈(H)의 내부면은 질화물 단결정의 결정면에 의해 정의되는 경사면을 가질 수 있다. 이러한 경사면은 광경로를 보다 효과적으로 변경하는데 유익하게 작용할 수 있다.
다음으로, 도3c와 같이, 홈(H)에 의해 노출된 제1 도전형 질화물 반도체층(33)과 활성층(34)부분이 후속공정에 형성될 제2 전극패드(39b)와 접속을 방지하기 위해서 상기 복수의 홈(H)의 내부면에 절연막(37)을 형성한다. 상기 절연막(37)은 이에 한정되지는 않으나, Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로 부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물일 수 있다. 바람직하게는, 도3c에 도시된 바와 같이 본 절연막(37) 형성공정에 연속하여 상기 절연막(37) 상에는 추가적으로 고반사성 금속층(38)을 형성할 수 있다. 상기 고반사성 금속층(38)은 후속공정에서 형성될 전극패드물질에 의한 광흡수를 방지하여 광효율을 보다 개선하는 동시에, 광추출효율을 보다 향상시킬 수 있다. 상기 고반사성 금속층(38)은 이에 한정되지는 않으나, Al, Ag, Rh, Ru, Pt, Pd 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
최종적으로, 도3d와 같이, 상기 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층(33,35)에 각각 전기적으로 접속되도록 제1 및 제2 전극패드(39a,39b)를 형성한다. 여기서, 상기 제2 전극패드(39b)의 경우에는 홈(H)의 나머지 내부영역에 충전되도록 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극패드(39a,39b)는 이에 한정되지 않으나, Ti, Cr, Al, Cu, Au, W 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 단일 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제2 전극패드(39b) 중 홈(H)에 접촉되는 영역은 절연막(37)에 의해 전류 도통이 제한되면서 상기 투명전극층(36)과 직접 접촉되는 영역으로만 전류가 도통되므로, 부수적으로 전류확산효과도 기대할 수 있다.
도3d에 도시된 질화물 반도체 발광소자(30)는 제2 전극패드(39b)에 의한 광흡수를 방지하여 광손실을 저감시키는 동시에, 고반사성 금속층(38)에 의해 제공되 는 높은 반사면에 의해 광 경로를 변경하는 효과를 크게 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전극패드 하부에 위치한 질화물 단결정 영역에 홈부를 형성함으로써 내부의 광경로를 변경시켜 광추출효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 경사면은 질화물 단결정의 결정면을 따라 경사진 면을 가질 수 있으므로, 광경로의 변경을 통한 추출효율 개선효과를 보다 증진시킬 수 있다. 또한, 바람직한 실시형태에서는, 상기 홈의 내부면에 고반사성 금속층을 제공함으로써 패드물질에 의한 광손실을 방지하고 광경로를 보다 효과적으로 변경시켜 광추출효율을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (20)

  1. 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층과 그 사이에 형성된 활성층을 갖는 발광 적층구조물;
    상기 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층에 각각 전기적으로 접속되도록 형성된 제1 및 제2 전극패드;
    상기 제2 전극패드 하부에 적어도 상기 제1 도전형 질화물 반도체층의 일부까지의 깊이를 갖도록 형성된 복수의 홈; 및
    상기 복수의 홈에 의해 노출된 발광 적층구조물 영역과 상기 제2 전극패드가 전기적으로 절연되도록 상기 복수의 홈 내부면에 형성된 절연막을 포함하는 질화물 반도체 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 홈은 각각 그 깊이를 따라 좁아지도록 경사진 측면을 갖는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광구조물은 상기 제1 도전형 질화물 반도체층의 일 영역이 노출되도록 메사에칭된 구조를 가지며, 상기 제1 전극 패드는 상기 노출된 일 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 홈은 상기 메사에칭된 깊이와 동일한 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 도전형 질화물 반도체층 상면에 형성된 투명전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극패드는, Ti, Cr, Al, Cu, Au, W 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 단일 층 또는 복수의 층인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 홈은 각각 약 5 ∼ 약 50㎛의 상단 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 절연막은, Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  9. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 복수의 홈에 위치한 상기 절연막 상에 형성된 고반사성 금속층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고반사성 금속층은 Al, Ag, Rh, Ru, Pt, Pd 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  11. 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층과 그 사이에 형성된 활성층을 갖는 발광 적층구조물을 마련하는 단계;
    제2 전극패드가 형성될 상기 제2 도전형 질화물 반도체층 영역에 적어도 상기 제1 도전형 질화물 반도체층의 일부까지의 깊이를 갖는 복수의 홈을 형성하는 단계;
    상기 복수의 홈의 내부면에 절연막을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층에 각각 전기적으로 접속되도록 제1 및 제2 전극패드를 형성하는 단계를 포함하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 홈은 각각 그 깊이를 따라 좁아지도록 경사진 측면을 갖는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전극 패드가 형성될 상기 제1 도전형 질화물 반도체층의 일 영역이 노출되도록 상기 발광 적층구조물을 메사에칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 홈을 형성하는 단계는, 상기 메사에칭하는 단계와 동시에 실행되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제2 도전형 질화물 반도체층 상면에 투명전극층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극패드는, Ti, Cr, Al, Cu, Au, W 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 단일 층 또는 복수의 층인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 홈은 각각 약 5 ∼ 약 50㎛의 상단 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 절연막은, Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 절연막 형성단계와 상기 제2 전극패드 형성단계 사이에, 적어도 상기 복수의 홈부에 위치한 상기 절연막 상에 고반사성 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 고반사성 금속층은 Al, Ag, Rh, Ru, Pt, Pd 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발 광소자 제조방법.
KR1020070014450A 2007-02-12 2007-02-12 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법 KR100887139B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070014450A KR100887139B1 (ko) 2007-02-12 2007-02-12 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
US12/007,497 US20100283070A1 (en) 2007-02-12 2008-01-11 Nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
JP2008009835A JP4804485B2 (ja) 2007-02-12 2008-01-18 窒化物半導体発光素子及び製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070014450A KR100887139B1 (ko) 2007-02-12 2007-02-12 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080075368A true KR20080075368A (ko) 2008-08-18
KR100887139B1 KR100887139B1 (ko) 2009-03-04

Family

ID=39757632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070014450A KR100887139B1 (ko) 2007-02-12 2007-02-12 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20100283070A1 (ko)
JP (1) JP4804485B2 (ko)
KR (1) KR100887139B1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010038976A3 (en) * 2008-09-30 2010-06-24 Lg Innotek Co., Ltd Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
KR100986440B1 (ko) * 2009-04-28 2010-10-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
KR100986407B1 (ko) * 2009-10-22 2010-10-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
KR101007139B1 (ko) * 2009-09-10 2011-01-10 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
KR20110112999A (ko) * 2010-04-08 2011-10-14 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지와 이를 포함하는 조명시스템
US8421106B2 (en) 2009-09-10 2013-04-16 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device, system and package
KR20200083363A (ko) * 2018-12-31 2020-07-08 주식회사 나노엑스 양면 발광 led 칩
CN111509098A (zh) * 2017-08-11 2020-08-07 首尔伟傲世有限公司 发光二极管

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100999742B1 (ko) 2008-09-30 2010-12-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US8101965B2 (en) * 2008-12-02 2012-01-24 Epivalley Co., Ltd. III-nitride semiconductor light emitting device having a multilayered pad
KR101007077B1 (ko) 2009-11-06 2011-01-10 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지 및 그 제조방법
TWI470832B (zh) * 2010-03-08 2015-01-21 Lg Innotek Co Ltd 發光裝置
KR101690508B1 (ko) * 2010-10-11 2016-12-28 엘지이노텍 주식회사 발광소자
EP2458412A1 (en) * 2010-11-24 2012-05-30 Université de Liège Method for manufacturing an improved optical layer of a light emitting device, and light emitting device with surface nano-micro texturation based on radiation speckle lithography.
KR101154320B1 (ko) 2010-12-20 2012-06-13 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명 장치
CN103258928A (zh) * 2013-04-28 2013-08-21 映瑞光电科技(上海)有限公司 Led芯片及其制备方法
CN103258929B (zh) * 2013-04-28 2016-03-23 映瑞光电科技(上海)有限公司 Led芯片及其制备方法
CN104795480A (zh) * 2014-01-22 2015-07-22 南通同方半导体有限公司 一种n电极延伸线点状分布的正装led芯片及其制备方法
KR20160027875A (ko) * 2014-08-28 2016-03-10 서울바이오시스 주식회사 발광소자
DE102015107577A1 (de) * 2015-05-13 2016-11-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
JP2017054901A (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光装置とその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6291839B1 (en) * 1998-09-11 2001-09-18 Lulileds Lighting, U.S. Llc Light emitting device having a finely-patterned reflective contact
JP3973799B2 (ja) * 1999-07-06 2007-09-12 松下電器産業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US20020017652A1 (en) * 2000-08-08 2002-02-14 Stefan Illek Semiconductor chip for optoelectronics
WO2003065464A1 (fr) * 2002-01-28 2003-08-07 Nichia Corporation Dispositif a semi-conducteur a base de nitrure comprenant un substrat de support, et son procede de realisation
WO2005015647A1 (en) * 2003-08-08 2005-02-17 Vichel Inc. Nitride micro light emitting diode with high brightness and method of manufacturing the same
US7615798B2 (en) * 2004-03-29 2009-11-10 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device having an electrode made of a conductive oxide
JP2006210730A (ja) * 2005-01-28 2006-08-10 Toyoda Gosei Co Ltd 発光素子
KR100597166B1 (ko) * 2005-05-03 2006-07-04 삼성전기주식회사 플립 칩 발광다이오드 및 그 제조방법
JP2006339534A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Sony Corp 発光ダイオード、発光ダイオードの製造方法、発光ダイオードバックライト、発光ダイオード照明装置、発光ダイオードディスプレイおよび電子機器
JP4857733B2 (ja) * 2005-11-25 2012-01-18 パナソニック電工株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
JP2007173579A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Matsushita Electric Works Ltd 半導体発光素子およびその製造方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8188506B2 (en) 2008-09-30 2012-05-29 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
US8952414B2 (en) 2008-09-30 2015-02-10 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
US8319249B2 (en) 2008-09-30 2012-11-27 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
WO2010038976A3 (en) * 2008-09-30 2010-06-24 Lg Innotek Co., Ltd Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
KR100986440B1 (ko) * 2009-04-28 2010-10-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
US8222660B2 (en) 2009-04-28 2012-07-17 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device, light emitting device package, and lighting system including the same
CN102024889A (zh) * 2009-09-10 2011-04-20 Lg伊诺特有限公司 发光器件、发光器件封装和包括发光器件封装的照明***
KR101007139B1 (ko) * 2009-09-10 2011-01-10 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
US8421106B2 (en) 2009-09-10 2013-04-16 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device, system and package
US9287460B2 (en) 2009-09-10 2016-03-15 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device, light emitting device package and lighting system including the same
KR100986407B1 (ko) * 2009-10-22 2010-10-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
KR20110112999A (ko) * 2010-04-08 2011-10-14 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지와 이를 포함하는 조명시스템
CN111509098A (zh) * 2017-08-11 2020-08-07 首尔伟傲世有限公司 发光二极管
KR20200083363A (ko) * 2018-12-31 2020-07-08 주식회사 나노엑스 양면 발광 led 칩
WO2020141861A1 (ko) * 2018-12-31 2020-07-09 주식회사 나노엑스 양면 발광 led 칩
CN113228308A (zh) * 2018-12-31 2021-08-06 株式会社纳诺艾思 双面发光led芯片
US20220085262A1 (en) * 2018-12-31 2022-03-17 Nano-X Dual emission led chip

Also Published As

Publication number Publication date
US20100283070A1 (en) 2010-11-11
KR100887139B1 (ko) 2009-03-04
JP4804485B2 (ja) 2011-11-02
JP2008199004A (ja) 2008-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100887139B1 (ko) 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
JP5777879B2 (ja) 発光素子、発光素子ユニットおよび発光素子パッケージ
US9142729B2 (en) Light emitting element
KR101017394B1 (ko) 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법
JP5024247B2 (ja) 発光素子
US9209362B2 (en) Semiconductor light emitting device and method of fabricating semiconductor light emitting device
JP5012187B2 (ja) 発光装置
US20160087149A1 (en) Semiconductor light-emitting device
TWI514612B (zh) 具有至少一個半導體晶粒之輻射發出晶片
KR20150139194A (ko) 발광 다이오드 및 그 제조 방법
KR20140022640A (ko) 반도체 발광소자 및 발광장치
JP2004071644A (ja) 窒化物半導体発光素子
CN111433921B (zh) 一种发光二极管
JP5326957B2 (ja) 発光素子の製造方法及び発光素子
US11545595B2 (en) Contact structures for light emitting diode chips
JP2006210730A (ja) 発光素子
JP6009041B2 (ja) 発光素子、発光素子ユニットおよび発光素子パッケージ
KR20160036862A (ko) 발광 소자 제조 방법 및 그것에 의해 제조된 발광 소자
KR20170000893A (ko) 반도체 발광소자
KR20120041717A (ko) 플립칩 구조의 발광 소자 및 이의 제조 방법
KR102348950B1 (ko) 반도체 발광소자
US20240072099A1 (en) Light-emitting diode chip structures
US20230080272A1 (en) Light emitting device and method for producing the same
KR101710889B1 (ko) 발광 소자
KR101205524B1 (ko) 플립칩 구조의 발광 소자 및 이의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130131

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140129

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee