KR20130139630A - 반도체 발광소자, 발광장치 및 반도체 발광소자 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 반도체 발광소자, 발광장치 및 반도체 발광소자 제조방법에 관한 것으로,
본 발명의 일 측면은, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 구비하는 발광구조물과, 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속된 도전성 비아를 포함하는 제1 전극구조와, 상기 제2 도전형 반도체층과 접속된 제2 전극구조와, 상기 제1 및 제2 전극구조를 덮도록 형성되되 상기 제1 및 제2 전극구조의 일부를 노출시키도록 오픈 영역을 갖는 절연부와, 상기 오픈 영역에 의하여 노출된 상기 제1 및 제2 전극구조 상에 형성되어 각각 상기 제1 및 제2 전극구조와 접속된 제1 및 제2 패드 전극를 포함하는 반도체 발광소자를 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 구비하는 발광구조물과, 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속된 도전성 비아를 포함하는 제1 전극구조와, 상기 제2 도전형 반도체층과 접속된 제2 전극구조와, 상기 제1 및 제2 전극구조를 덮도록 형성되되 상기 제1 및 제2 전극구조의 일부를 노출시키도록 오픈 영역을 갖는 절연부와, 상기 오픈 영역에 의하여 노출된 상기 제1 및 제2 전극구조 상에 형성되어 각각 상기 제1 및 제2 전극구조와 접속된 제1 및 제2 패드 전극를 포함하는 반도체 발광소자를 제공한다.
Description
본 발명은 반도체 발광소자, 발광장치 및 반도체 발광소자 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 질화물 반도체는 풀컬러 디스플레이, 이미지 스캐너, 각종 신호시스템 및 광 통신기기에 광원으로 제공되는 녹색 또는 청색 발광 다이오드(light emitting diode: LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode: LD)에 널리 사용되어 왔다. 이러한 질화물 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합원리를 이용하는 청색 및 녹색을 포함하는 다양한 광을 방출하는 활성층을 갖는 발광소자로서 제공될 수 있다.
이러한 질화물 발광소자가 개발된 후에, 많은 기술적 발전이 이루어져 그 활용 범위가 확대되어 일반 조명 및 전장용 광원으로 많은 연구가 되고 있다. 특히, 종래에는 질화물 발광소자는 주로 저 전류/저 출력의 모바일 제품에 적용되는 부품으로 사용되었으며, 최근에는 점차 그 활용범위가 고 전류/고 출력 분야로 확대됨에 따라, 반도체 발광소자의 발광 효율과 품질을 개선하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 특히, 발광소자의 광 출력과 신뢰성을 개선하기 위해 다양한 전극 구조를 갖는 발광소자가 개발되고 있다.
본 발명의 목적 중 하나는, 전극의 설계 자유도가 향상되고 전류 분산효율이 개선된 반도체 발광소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 중 다른 하나는, 동작 전압이 감소되고 광 출력이 향상된 반도체 발광소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 중 또 다른 하나는, 방열 효율과 신뢰성이 개선된 발광장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 중 또 다른 하나는, 설계 자유도가 향상된 반도체 발광소자 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은,
제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 구비하는 발광구조물과, 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속된 도전성 비아를 포함하는 제1 전극구조와, 상기 제2 도전형 반도체층과 접속된 제2 전극구조와, 상기 제1 및 제2 전극구조를 덮도록 형성되되 상기 제1 및 제2 전극구조의 일부를 노출시키도록 오픈 영역을 갖는 절연부와, 상기 오픈 영역에 의하여 노출된 상기 제1 및 제2 전극구조 상에 형성되어 각각 상기 제1 및 제2 전극구조와 접속된 제1 및 제2 패드 전극를 포함하는 반도체 발광소자를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 패드 전극은 실질적으로 동일한 면적을 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 전극구조는 상기 제2 패드 전극 하부에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연부는 상기 제2 패드 전극과 상기 제1 전극구조 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 도전성 비아는 복수 개이며, 상기 절연부는 상기 복수 개의 도전성 비아와 상기 발광구조물 사이의 영역을 채우는 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 전극구조는 동일한 방향을 향하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 전극구조는 상기 절연부에 의하여 둘러싸여 상기 활성층 및 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 분리될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 전극구조의 적어도 일부는 광 반사성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 전극구조의 적어도 일부는 상기 도전성 비아를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 일면에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층이 순차적으로 배치되는 기판을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극구조는 상기 발광구조물을 기준으로 상기 기판의 반대 측에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 기판은 서로 대향하는 제1 및 제2 주면을 갖되 상기 발광구조물은 상기 제1 주면 상에 배치되며, 상기 기판은 상기 제1 및 제2 주면 중 적어도 하나에 요철이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 기판에 형성된 요철은 경사진 측면을 갖는 볼록부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
실장 기판; 및 상기 실장 기판 상에 배치되며 전기 신호 인가 시 빛을 방출하는 반도체 발광소자;를 포함하며,
상기 반도체 발광소자는, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 구비하는 발광구조물과, 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속된 도전성 비아를 포함하는 제1 전극구조와, 상기 제2 도전형 반도체층과 접속된 제2 전극구조와, 상기 제1 및 제2 전극구조를 덮도록 형성되되 상기 제1 및 제2 전극구조의 적어도 일부를 노출시키도록 오픈 영역을 갖는 절연부와, 상기 오픈 영역에 의하여 노출된 상기 제1 및 제2 전극구조 상에 형성되어 각각 상기 제1 및 제2 전극구조와 접속된 제1 및 제2 패드 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 실장 기판은 회로 기판일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 실장 기판은 리드 프레임일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 반도체 발광소자는 상기 제1 및 제2 패드 전극이 상기 실장 기판을 향하는 방향으로 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은,
제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 구비하는 발광구조물을 마련하는 단계와, 상기 발광구조물 상에 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속된 도전성 비아를 포함하는 제1 전극구조를 형성하는 단계와, 상기 발광구조물 상에 상기 제2 도전형 반도체층과 접속된 제2 전극구조를 형성하는 단계와, 상기 제1 및 제2 전극구조를 덮되 상기 제1 및 제2 전극구조의 일부를 노출시키도록 오픈 영역을 갖는 절연부를 형성하는 단계와, 상기 오픈 영역에 의하여 노출된 상기 제1 및 제2 전극구조 상에 형성되어 각각 상기 제1 및 제2 전극구조와 접속되는 제1 및 제2 패드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 발광소자 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연부를 형성하는 단계는, 상기 도전성 비아와, 상기 활성층, 제2 도전형 반도체층 및 제2 전극구조 사이를 전기적으로 분리하기 위해 상기 발광구조물 내부를 채우도록 절연부를 형성하는 단계와, 상기 발광구조물의 내부를 채우도록 형성된 절연부의 일부를 제거하여 상기 제1 및 제2 전극구조의 일부를 노출시키는 단계와, 노출된 상기 제1 및 제2 전극구조의 일부 상에 제1 및 제2 전기연결부를 형성하는 단계와, 상기 제1 및 제2 전기연결부를 덮도록 절연부를 추가적으로 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 오픈 영역은, 추가적으로 형성된 상기 절연부의 일부를 제거하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 패드 전극은 실질적으로 동일한 면적으로 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 패드 전극은 상기 제1 전극구조 상부에 형성될 수 있다.
덧붙여, 상기한 과제의 해결 수단은 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전극의 설계 자유도가 향상되고 전류 분산효율이 개선된 반도체 발광소자를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 동작 전압이 감소되고 광 출력이 향상된 반도체 발광소자를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 방열 효율과 신뢰성이 개선된 발광장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 설계 자유도가 향상된 반도체 발광소자 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술 적 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 상부에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 3 내지 도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 실험 예와 비교 예를 나타낸 사진이다.
도 13은 본 발명의 다른 측면에 따른 발광장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 상부에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 3 내지 도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 실험 예와 비교 예를 나타낸 사진이다.
도 13은 본 발명의 다른 측면에 따른 발광장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 상부에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 반도체 발광소자(100)는, 기판(10)의 일면 상에 배치된 발광구조물(20)과, 상기 발광구조물(20)을 기준으로 상기 기판(10) 반대 측에 배치된 제1 및 제2 전극구조(30, 40)와, 상기 제1 및 제2 전극구조를 덮도록 형성되는 절연부(50)와, 상기 제1 및 제2 전극구조(30, 40)와 접속된 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)을 포함할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 발광구조물(20)은 기판(10) 상에 순차적으로 배치되는 제1 도전형 반도체층(21), 활성층(22) 및 제2 도전형 반도체층(23)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극구조(30)는 상기 제2 도전형 반도체층(23) 및 활성층(22)을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층(21)과 접속된 도전성 비아(31)를 포함할 수 있으며, 제2 전극구조(40)는 제2 도전형 반도체층(23)과 접속될 수 있다.
상기 절연부(50)는 상기 제1 및 제2 전극구조(30, 40)의 적어도 일부를 노출시키도록 오픈 영역을 구비하며, 상기 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)은 상기 제1 및 제2 전극구조(30, 40)와 접속될 수 있다.
기판(10)은 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등의 물질로 이루어진 반도체 성장용 기판을 사용할 수 있다. 이 경우, 사파이어는 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a축 방향의 격자상수가 각각 13.001Å과 4.758Å이며, C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다.
구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 발광구조물(20)과 기판(10) 사이에는 버퍼층이 형성될 수 있으며, 버퍼층은 질화물 등으로 이루어진 언도프 반도체층으로 채용되어, 그 위에 성장되는 발광구조물의 격자 결함을 완화할 수 있다.
상기 기판(10)은 서로 대향하는 제1 및 제2 주면을 가질 수 있으며, 상기 제1 및 제2 주면 중 적어도 하나에는 요철 구조가 형성될 수 있다. 상기 기판(10)의 일면에 형성된 요철 구조는 상기 기판(10)의 일부가 식각되어 상기 기판과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 기판(10)과 다른 이종 물질로 구성될 수도 있다.
본 실시형태에서와 같이, 상기 기판(10)과 상기 제1 도전형 반도체층(21)의 계면에 요철 구조를 형성함으로써, 상기 활성층(22)으로부터 방출된 광의 경로가 다양해 질 수 있으므로, 빛이 반도체층 내부에서 흡수되는 비율이 감소하고 광 산란 비율이 증가하여 광 추출 효율이 증대될 수 있다.
구체적으로, 상기 요철 구조는 규칙 또는 불규칙적인 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 본 실시형태와는 달리, 상기 기판(10)과 다른 굴절률을 갖는 이종 물질로 형성되어 상기 기판(10)과 제1 도전형 반도체층(21) 및 요철을 이루는 이종 물질 사이의 굴절률 차이로 인해 광 진행 변경 효과를 극대화할 수 있다.
상기 요철을 이루는 이종 물질은 투명 전도체나 투명 절연체를 사용할 수 있으며, 투명 절연체로는 SiO2, SiNx, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO와 같은 물질을, 투명 전도체는 ZnO나 첨가물(Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Sn)이 함유된 인듐 산화물(Indum Oxide) 등과 같은 투명 전도성 산화물(TCO)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 기판(10) 상면에 형성되는 요철 구조는, 상기 기판(10)과 제1 도전형 반도체층(21) 사이 계면에서의 결정 상수 차이에 의한 스트레스를 완화시킬 수 있다. 구체적으로, 사파이어 기판 상에 3족 질화물계 반도체층을 성장시키는 경우, 기판과 3족 질화물계 화합물 반도체층과의 격자 상수의 차이로 인해, 전위 결함이 발생하게 되고, 이러한 전위 결함은 상부로 전파되어 반도체층의 결정 품질이 저하된다.
본 실시형태의 경우, 상기 기판(10) 상에 경사진 측면을 갖는 볼록부를 갖는 요철 구조를 구비함으로써, 제1 도전형 반도체층(21)이 상기 볼록부의 측면에서 성장하게 되어 전위 결함이 상부로 전파되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 고품질의 질화물 반도체 발광소자를 제공할 수 있으며, 이로 인해 내부 양자 효율이 증가되는 효과를 얻을 수 있다. 다만, 상기 요철 구조는 본 실시형태에 필수적으로 요구되는 구성은 아니며, 필요에 따라 선택적으로 적용할 수 있을 것이다.
본 실시형태에서는, 발광구조물(20)의 제1 도전형 반도체층(21), 활성층(22) 및 제2 도전형 반도체층(23)이 기판(10) 상에 배치되는 것으로 개시하였으나, 필요 시, 상기 기판(10)의 전부 또는 일부가 제거될 수 있다.
상기 발광구조물(20)을 구성하는 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23)은 각각 n형 및 p형 반도체층이 될 수 있으며, 질화물 반도체로 이루어질 수 있다. 따라서, 이에 제한되는 것은 아니지만, 본 실시 형태의 경우, 제1 및 제2 도전형은 각각 n형 및 p형을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 가지며, 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN 등의 물질이 이에 해당될 수 있다.
제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23) 사이에 형성되는 활성층(22)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출하며, 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조로 이루어질 수 있다. 다중 양자우물 구조의 경우, 예컨대, InGaN/GaN 구조가 사용될 수 있다. 한편, 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23)과 활성층(22)은 당 기술 분야에서 공지된 MOCVD, MBE, HVPE 등과 같은 반도체층 성장 공정을 이용하여 형성될 수 있을 것이다.
상기 제1 및 제2 전극구조(30, 40)는 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23)의 외부와의 전기 접속을 위한 것으로, 상기 발광구조물(20)을 기준으로 상기 기판(10)의 반대 측에 배치되며, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23)과 각각 접속하도록 구비될 수 있다.
제1 및 제2 전극구조(30, 40)는 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23)과 오믹 특성을 갖는 도전성 물질이 1층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있으며, 예컨대, Ag, Al, Ni, Cr, 투명 도전성 산화물(TCO) 등의 물질 중 하나 이상을 증착하거나 스퍼터링하는 등의 공정으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 제2 전극구조(30, 40)는 서로 동일한 방향으로 배치될 수 있으며, 후술할 바와 같이, 리드 프레임 등에 소위, 플립 칩(flip-chip) 형태로 실장될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 전극구조(30, 40)는 서로 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 제1 전극구조(30)는 상기 제2 도전형 반도체층(23) 및 활성층(22)을 관통하여 상기 발광구조물(20) 내부에서 상기 제1 도전형 반도체층(21)과 접속되는 도전성 비아(31)와, 상기 도전성 비아(31)를 연결하는 제1 전기연결부(32)를 포함할 수 있다.
상기 도전성 비아(31)는 접촉 저항이 낮아지도록 개수, 형상, 피치, 제1 도전형 반도체층(21)과의 접촉 면적 등이 적절히 조절될 수 있으며, 도전성 비아(31)가 행과 열을 이루어 배열됨으로써 전류 흐름이 개선될 수 있다. 이 경우, 도전성 비아(31)는 절연부(50)에 의하여 둘러싸여 활성층(22) 및 제2 도전형 반도체층(23)과 전기적으로 분리될 수 있다.
한편, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 도전성 비아(31)와 상기 제1 도전형 반도체층(21) 사이에, 오믹 컨택을 위한 도전형 컨택층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 도전형 컨택층은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있으며, Ni/Ag, Zn/Ag, Ni/Al, Zn/Al, Pd/Ag, Pd/Al, Ir/Ag. Ir/Au, Pt/Ag, Pt/Al, Ni/Ag/Pt 등과 같이 2층 이상의 구조로 채용될 수 있다.
상기 제2 전극구조(40)는 제2 도전형 반도체층(23) 상에 직접 형성되는 제2 전극층(41)과 그 상부에 형성되는 제2 전기연결부(42)를 포함할 수 있다. 상기 제2 전극층(41)은 제2 도전형 반도체층(23)과의 전기적 오믹을 형성하는 기능 외에 광 반사 물질로 이루어짐으로써 발광소자(100)를 플립 칩 구조로 실장 시 활성층(22)에서 방출된 빛을 기판(10)이 배치된 방향으로 유도할 수 있다. 다만, 제2 전극층(41)은 반드시 광 반사성 물질로 이루어지는 것은 아니며, 투명 전도성 산화물과 같은 물질로 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)는 상기 도전성 비아(31) 및 제2 전극층(41)과 동일한 물질로 이루어질 수도 있으나, 경우에 따라 다른 물질로 이루어질 수도 있으며, 예를 들어, 제2 전극층(41)이 투광성 물질로 이루어진 경우 제2 전기연결부(42)는 광 반사성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극구조(30, 40)는 절연부(50)에 의하여 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 절연부(50)는 전기적으로 절연 특성을 갖는 물질이면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 전기 절연성을 갖는 물체라면 어느 것이나 채용 가능하지만, 빛을 최소한으로 흡수하는 것이 바람직하므로, 예컨대, SiO2, SiOxNy, SixNy 등의 실리콘 산화물, 실리콘 질화물을 이용할 수 있을 것이다. 또한, 이러한 투광성 물질 내에 광 반사성 필러가 분산되어 광 반사 구조를 형성할 수도 있을 것이다.
구체적으로, 상기 절연부(50)는 상기 도전성 비아(31)를 제2 도전형 반도체층(23) 및 활성층(22)과 전기적으로 분리하기 위하여 상기 도전성 비아(31)와 제2 전극층(41) 사이에 채워질 수 있으며, 상기 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)를 덮도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 절연부(50)는 상기 제1 및 제2 전극구조(30, 40), 구체적으로 상기 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)의 적어도 일부를 노출시키도록 오픈 영역을 가지도록 형성되며, 상기 오픈 영역을 통해 외부와 전기적으로 접속될 수 있다.
제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)은 각각 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)와 접속되며, 발광소자(100)의 외부 단자로 기능할 수 있다. 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)은 하나의 층 또는 2개 이상의 층으로 이루어질 수 있으며, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 2개의 층으로 된 경우에는 하층, 즉, 절연부(50)의 오픈 영역에 형성되어 전기연결부와 접촉하는 부분과 그 상층은 서로 동일하거나 다른 물질로 이루어질 수 있다.
본 실시형태의 경우, 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)은 공융 금속, 예컨대, AuSn 등으로 이루어질 수 있으며, 패키지 등에 실장 시 공융 접합에 의하여 본딩될 수 있으므로, 플립 칩 본딩 시 일반적으로 요구되는 솔더 범프를 사용하지 않을 수 있다. 솔더 범프를 이용하는 경우에 비하여 공융 금속을 이용한 실장 방식에서 방열 효과가 더욱 우수한 장점이 있다. 이 경우, 우수한 방열 효과를 얻기 위하여 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)은 넓은 면적을 차지하도록 형성될 수 있다.
본 실시형태의 경우, 상기 절연부(50)는 상기 제1 및 제2 전극구조(30, 40)를 덮되, 상기 제1 및 제2 전극구조(30, 40)의 적어도 일부를 노출시키는 오픈 영역을 갖도록 형성됨으로써, 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)의 크기 및 형상을 자유롭게 설계할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)의 상면을 덮도록 절연부(50)가 형성되므로 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)의 형성 위치에 제약이 없으며, 따라서, 패드 전극의 설계 자유도가 높아질 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 패드 전극(40a) 하부 영역에도 제1 전극구조(30)가 배치될 수 있으므로, 도전성 비아(31)에 의한 전류 분산 효율이 극대화되며, 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)이 실질적으로 동일한 면적을 갖도록 형성되는 경우 전류 주입 효율과 전류 분산 효율이 개선될 수 있다.
도 3 내지 도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 발광소자를 제조하기 위한 공정을 나타낸다.
본 실시형태에 따른 반도체 발광소자 제조방법의 경우, 우선, 도 3에 도시된 것과 같이, 제1 및 제2 주면을 갖되, 상기 제1 및 제2 주면 중 적어도 하나에 요철이 형성된 기판(10)의 제 1 주면에, 제1 도전형 반도체층(21), 활성층(22) 및 제2 도전형 반도체층(23)을 포함하는 발광구조물(20)을 형성한다. 상기 기판(10)은, 앞서 설명한 바와 같이, 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등의 물질로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 상기 기판(10) 상면에 형성되는 요철은, 상기 기판(10) 상에 포토 레지스트층(미도시) 형성한 후, 상기 포토 레지스트 층에 광을 조사하여 패턴을 형성하고, 건식 또는 습식 식각 공정을 이용하여 상기 패턴과 대응하도록 요철을 형성할 수 있다.
도 3에서는 상기 기판(10)의 표면에 직접 요철이 형성된 형태로 도시하였으나, 이와는 달리, 상기 기판(10)과 다른 물질로 이루어진 이종 물질, 예를 들면, 투명 절연체 또는 투명 전도체 등을 이용하여 별도의 요철 구조층을 형성할 수 있음은 전술한 바와 같다.
요철을 형성하기 위한 건식 식각 공정은, CF4, SF6 등의 플루오린(Fluorine) 계열, Cl2, BCl3 등의 염소(Chlorine) 계열, 아르곤(Ar) 등의 식각 가스를 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 공지된 다양한 식각 가스가 적용될 수 있을 것이다.
상기 요철 구조가 형성된 기판(10) 상에 제1 도전형 반도체층(21)을 성장시키는 경우, 상기 제1 도전형 반도체층(21)은 상기 요철 구조의 볼록부 측면으로 성장하게 되므로, 상기 투광성 기판(10)과 제1 도전형 반도체층(21) 사이의 격자 상수 차이로 인한 전위 결함이 상부로 전파되지 않고, 전위 결함은 상기 제1 도전형 반도체층(21)의 측면 성장에 수반하여 측면으로 굴곡된다. 따라서, 성장된 제1 도전형 반도체층(21) 내에서, 상기 기판(10)의 주면과 평행한 방향에서의 전위 밀도가 매우 낮아지며, 고품질의 질화물 반도체 발광소자를 제조할 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 도전형 반도체층(21)의 적어도 일부가 노출되도록 제2 도전형 반도체층(23), 활성층(22) 및 제1 도전형 반도체층(21)의 일부를 식각할 수 있다. 식각 공정을 통해 노출되는 제1 도전형 반도체층(21)의 표면은 도전성 비아(31)를 형성하기 위한 영역이며, 기판에 요철을 형성하는 공정과 유사하게, 도전성 비아(31)를 형성하고자 하는 영역을 제외한 영역을 마스킹한 후, 습식 또는 건식 에칭을 통해 홀 형태의 식각 영역을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 도전형 반도체층(23), 활성층(22) 및 제1 도전형 반도체층(21)의 일부를 제거하여 노출된 제1 도전형 반도체층(21)과 제2 도전형 반도체층(22) 상에 각각 제1 및 제2 전극구조, 즉, 도전성 비아(31)와, 제2 전극층(41)을 형성할 수 있다.
상기 도전성 비아(31)와 제2 전극층(41)은 서로 동일한 물질로 형성할 수도 있으며, 도 5(a)에서 볼 수 있듯이 서로의 상면이 동일한 레벨을 가질 수도 있다. 또한, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 전극층(41)은 일체로 형성되어 도전성 비아(31)를 둘러싸는 형태로 제공될 수 있다.
본 실시형태에서는, 도전성 비아(31)가 복수 개 형성되는 형태로 도시되었으나, 개수, 형상, 피치 등은 필요에 따라 적절히 변경할 수 있을 것이다. 상기 제1 및 제2 전극구조(30, 40)는 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23)의 전기 인가부로 기능하므로, 전기 전도성이 우수한 금속 물질을 이용하여 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 도전성 비아(31)는 Al/Ti/Pt/Ti을 순차적으로 적층한 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 제2 전극층(41)은 Ag/Ni/Ti/TiN을 순차적으로 적층한 구조로 이루어질 수 있다. 다만, 이는 하나의 실시 형태에 불과할 뿐, 상기 제1 및 제2 전극구조를 구성하는 물질 등은 공지된 금속 중에서 적절히 선택될 수 있을 것이다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 발광구조물(20)의 표면을 덮도록 절연부(50)를 형성할 수 있다. 상기 절연부(50)는 도전성 비아(31)를 포함하는 제1 전극구조와, 상기 활성층(22) 및 제2 도전형 반도체층(23) 및 제2 전극구조 사이를 전기적으로 분리하기 위해 상기 발광구조물(20) 내부를 채우며, 상기 제1 및 제2 전극구조를 덮도록 형성될 수 있다.
상기 절연부(50)는 SiO2, SiOxNy, SixNy 등의 실리콘 산화물, 실리콘 질화물로 이루어질 수 있으며, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 증착 공정을 이용하여 약 6000Å의 두께를 갖도록 형성할 수 있다.
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 절연부(50)의 일부를 제거하여 상기 제1 및 제2 전극구조의 적어도 일부가 노출되도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 전극구조 각각의 전기적 연결을 위하여, 공지된 식각 공정을 이용하여 상기 도전성 비아(31)의 적어도 일부와, 상기 제2 전극층(41)의 적어도 일부가 노출되도록 할 수 있다.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 절연부(50) 상에 도전성 비아(31) 및 제2 전극층(41) 각각과 전기적으로 연결되도록 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)를 형성할 수 있다. 상기 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)는 당 기술 분야에서 공지된 증착, 스퍼터링, 도금 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1 전기연결부(32)는 상기 복수 개의 도전성 비아(31)를 연결하도록 제공될 수 있으며, 구체적인 형상은 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
이 경우, 효율적인 공정을 수행하기 위한 측면에서, 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)는 서로 동일한 물질로 형성할 수도 있으며, 도 8(a)에서 볼 수 있듯이 서로의 상면이 동일한 레벨을 가질 수도 있다.
다음으로, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 절연부(50)를 추가적으로 형성하고(도 9), 그 일부를 제거하여 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)의 일부가 노출되도록 오픈 영역을 형성할 수 있다(도 10). 추가적으로 형성되는 절연부(50)는 그 상부에 형성되는 제1 및 제2 패드 전극(미도시)의 설계 자유도를 확보하기 위한 것으로, 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 그 일부를 제거하여 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)의 일부를 노출시킴으로써 패드 전극과의 연결 영역을 확보할 수 있다. 따라서, 노출되는 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)의 형상은 도 10에 도시된 형태로 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있을 것이다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 전기연결부(32, 42)와 각각 연결되도록 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)을 형성할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)은 AuSn 등과 같은 공융 금속으로 이루어질 수 있으며, 패키지 등에 실장 시 공융 접합에 의하여 본딩될 수 있으므로, 플립 칩 본딩 시 일반적으로 요구되는 솔더 범프를 사용하지 않을 수 있다. 솔더 범프를 이용하는 경우에 비하여 공융 금속을 이용한 실장 방식에서 방열 효과가 더욱 우수한 장점이 있다. 이 경우, 우수한 방열 효과를 얻기 위하여 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)은 넓은 면적을 차지하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)은 절연부(50) 상에 형성되므로 그 형상에 제한이 없으며, 따라서, 도 11(b)에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)이 실질적으로 동일한 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 전극구조(30, 40)가 형성되는 위치에도 제한이 없으므로, 제2 패드 전극(40a) 하부에도 제1 전극구조(30)가 위치할 수 있으며, 이에 따라 전류 분산 효율 및 전류 주입 효율이 개선되어 광 출력과 광 균일도가 개선된 반도체 발광소자를 제공할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 실험 예와 비교 예를 나타낸 사진이다. 구체적으로, 도 12(a)는 제2 도전형 반도체층과 연결되는 제2 패드 전극 하부에 제1 전극구조(도전성 비아)가 형성되지 않는 비교 예이고, 도 12(b)는 추가 절연부를 형성함으로써 제2 패드 전극가 형성되는 하부 영역에도 제1 전극구조(도전성 비아)가 형성되는 본 발명의 일 실시 예에 해당한다.
도 12(a)에 도시된 바와 같이, 제2 패드 전극이 그 하부에서 제2 전극구조를 통해 제2 도전형 반도체층과 직접 연결되는 경우, 제2 패드 전극은 제1 전극구조(도전성 비아)가 형성되지 않은 일부 영역(A)에만 배치되며, 이에 따라, 제2 패드 전극이 형성되는 영역(A)에서 발광 특성이 저하됨을 알 수 있다.
반면에, 본 실시형태에 따른 발광소자의 경우, 제1 전극구조(도전성 비아)가 발광구조물 내부에서 일정한 간격으로 배치될 수 있으므로, 도 12(b)에 도시된 바와 같이, 발광소자의 전 영역에서 균일한 광을 방출함을 알 수 있다.
또한, 실험 예와 비교 예에서 350mA의 전류를 주입하였을 때 동작 전압과 휘도를 비교한 결과, 도 12(a)에 도시된 비교 예의 경우, 3.40V의 동작 전압과 426mW의 광출력을 나타냈으나, 도 12(b)에 도시된 실시 예의 경우, 3.34V의 동작 전압과 443mW의 광 출력을 나타냈다. 따라서, 동작 전압과 휘도 측면에서도 개선된 효과가 있음을 알 수 있다.
한편, 상술한 구조를 갖는 반도체 발광소자는 실장 기판 등에 배치되어 발광장치로 이용될 수 있으며, 여기서 말하는 발광장치는 백라이트 유닛과 같은 디스플레이 장치, 실내외 조명 장치, 헤드라이트 등을 모두 포괄하는 것이라 할 것이다.
이를 구체적으로 설명하면, 도 13은 본 발명의 다른 측면에 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 실시 형태에 따른 발광장치(200)는 반도체 발광소자(100)가 기판에 실장된 구조로서, 실장 기판(1)과, 상기 실장 기판(1) 상에 배치되는 발광소자(100)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 반도체 발광소자(100)는 도 1 및 도 2에서 설명한 구조를 가질 수 있다. 반도체 발광소자(100)는 플립 칩 형태, 즉, 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)이 실장 기판(1)을 향하는 방향으로 배치되며, 이 경우, 패드 전극(30a, 40a)은 실장 기판(1)과 공융 접합될 수 있으므로 솔더 범프를 이용할 때보다 높은 방열 성능을 보일 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 발광장치(200)에서는 와이어를 본딩할 필요가 없어 와이어 공정 불량에 따른 신뢰성 저하가 없다.
상기 실장 기판(1)은 적어도 일면 상에 형성되는 제1 및 제2 전극 패턴(12a, 12b)을 포함할 수 있으며, 상기 반도체 발광소자(100)는 상기 제1 및 제2 전극 패턴(12a, 12b)이 형성된 면에 배치되어 상기 제1 및 제2 전극패턴(12a, 12b)을 통해 발광소자(100)에 전기 신호를 인가할 수 있다.
상기 실장 기판(1)은 기판 본체(11)와, 상기 기판 본체(11)의 일면에 형성된 제1 및 제2 전극패턴(12a, 12b)과, 상기 기판 본체(11)를 두께 방향으로 관통하는 복수의 비아(13)와, 상기 기판 본체(11)의 타면에 형성되는 하부 전극(14)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 복수의 비아(13)는 상기 제1 및 제2 전극패턴(12a, 12b)과 하부 전극(13) 사이를 전기적으로 연결하며, 상기 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 방출하는 방열 기능을 할 수 있다.
기판 본체(11)는 에폭시, 트리아진, 실리콘, 폴리이미드 등을 함유하는 유기 수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성되거나, AlN, Al2O3 등의 세라믹 소재, 또는 금속 및 금속화합물을 소재로 하여 형성될 수 있다. 또한, 기판(1)은 그 일면에 전극패턴이 형성된 PCB 기판일 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 및 제2 전극패턴(12a, 12b)이 형성된 면에는 발광소자(100)가 배치되고, 발광소자(100)가 배치된 반대면, 즉, 기판 본체(11)의 하면에는 상기 기판 본체(11) 상면에 배치되는 발광소자(100)로 전원을 공급하기 위한 배선 구조와 별도의 전원 공급 장치(미도시)가 형성될 수 있다.
다만, 도 13에서는 실장 기판(1)이 기판 본체(11)를 관통하는 비아(13)를 포함하는 형태로 도시하였으나 이에 제한되는 것은 아니며, 본 실시형태에 적용될 수 있는 실장 기판(1)은, 발광소자(100)가 배치되는 면과 그 대향하는 면 모두에 발광소자를 구동하기 위한 배선 구조가 형성된 기판이라면 어느 것이나 적용 가능하다.
구체적으로, 기판(1)의 표면 및 이면에는 각각의 발광소자와 전기적으로 접속하기 위한 배선이 형성될 수 있으며, 상기 기판 본체(11) 상면에 형성되는 배선은 발광소자(100)의 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)과 연결되는 제1 및 제2 전극 패턴(12a, 12b)을 통해 그 이면에 형성되는 배선에 접속될 수 있다.
상기 기판 본체(11) 상에 형성되는 제1 및 제2 전극패턴(12a, 12b)과 하부 전극(14)은, 수지 또는 세라믹 소재로 형성된 기판 본체(11) 상면에 금속 물질, 예를 들면, Au, Cu 등을 도금하여 형성할 수 있다.
한편, 도 13에 도시된 발광장치는 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 예를 들어 한 쌍의 리드 프레임(미도시) 상에 제1 및 제2 패드 전극(30a, 40a)이 배치되도록 발광소자가 실장되는 패키지 구조로도 제공될 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 실시형태에 따른 발광장치(201)의 경우, 도 13에 도시된 발광장치(200)와 발광소자(101)의 구조만이 상이하다. 따라서, 이하에서는 동일한 구성에 대한 설명은 생략하고 달라진 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 실시형태에 따른 발광장치(201)는, 실장 기판(1) 상에 배치되는 발광소자(101)를 포함할 수 있으며, 상기 발광소자(101)는 발광구조물(120)과, 제1 전극구조(131, 132)와, 제2 전극구조(141, 142)와, 상기 제1 및 제2 전극구조를 덮도록 형성되는 절연부(150)와, 상기 제1 및 제2 전극구조(131, 132, 141, 142) 각각과 접속되는 제1 및 제2 패드 전극(130a, 140a)를 포함할 수 있다.
본 실시형태의 경우, 도 13에 도시된 실시형태와는 달리, 발광소자(101)가 반도체 성장용 기판을 포함하지 않으며, 발광구조물(120)에서 제1 및 제2 전극구조(131, 132, 141, 142)와 제1 및 제2 패드 전극(130a, 140a)가 배치된 반대 면, 여기서는 제1 도전형 반도체층(121)이 외부로 노출될 수 있다.
반도체 성장용 기판은 발광소자(101) 제조 공정 중, 또는 발광소자(101) 제조 공정 후 기판(1)에 실장된 상태에서 제거될 수 있으며, 이때, 공지된 습식, 건식 식각 또는 레이저 리프트 오프(LLO) 공정이 적용될 수 있다. 이 경우, 도 14에 도시된 바와 같이 기판의 전부가 제거되거나, 이와 달리, 그 일부만이 제거될 수 있다. 또한, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 발광구조물(120)의 표면 또는 기판(미도시) 표면에 요철을 형성하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10: 기판 20: 발광구조물
21: 제1 도전형 반도체층 22: 활성층
23: 제2 도전형 반도체층 30: 제1 전극구조
31: 도전성 비아 32: 제1 전기연결부
30a: 제1 패드 전극 40: 제2 전극구조
40a: 제2 패드 전극 41: 제2 전극층
42: 제2 전기연결부 50: 절연부
100: 반도체 발광소자 200: 발광장치
21: 제1 도전형 반도체층 22: 활성층
23: 제2 도전형 반도체층 30: 제1 전극구조
31: 도전성 비아 32: 제1 전기연결부
30a: 제1 패드 전극 40: 제2 전극구조
40a: 제2 패드 전극 41: 제2 전극층
42: 제2 전기연결부 50: 절연부
100: 반도체 발광소자 200: 발광장치
Claims (21)
- 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 구비하는 발광구조물;
상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속된 도전성 비아를 포함하는 제1 전극구조;
상기 제2 도전형 반도체층과 접속된 제2 전극구조;
상기 제1 및 제2 전극구조를 덮도록 형성되되 상기 제1 및 제2 전극구조의 일부를 노출시키도록 오픈 영역을 갖는 절연부; 및
상기 오픈 영역에 의하여 노출된 상기 제1 및 제2 전극구조 상에 형성되어 각각 상기 제1 및 제2 전극구조와 접속된 제1 및 제2 패드 전극;
을 포함하는 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 패드 전극은 실질적으로 동일한 면적을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 전극구조는 상기 제2 패드 전극 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제3항에 있어서,
상기 절연부는 상기 제2 패드 전극과 상기 제1 전극구조 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,
상기 도전성 비아는 복수 개이며, 상기 절연부는 상기 복수 개의 도전성 비아와 상기 발광구조물 사이의 영역을 채우는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 전극구조는 동일한 방향을 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 전극구조는 상기 절연부에 의하여 둘러싸여 상기 활성층 및 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 분리된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 전극구조의 적어도 일부는 광 반사성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 전극구조의 적어도 일부는 상기 도전성 비아를 둘러싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,
일면에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층이 순차적으로 배치되는 기판을 더 포함하며,
상기 제1 및 제2 전극구조는 상기 발광구조물을 기준으로 상기 기판의 반대 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제10항에 있어서,
상기 기판은 서로 대향하는 제1 및 제2 주면을 갖되 상기 발광구조물은 상기 제1 주면 상에 배치되며, 상기 기판은 상기 제1 및 제2 주면 중 적어도 하나에 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제10항에 있어서,
상기 기판에 형성된 요철은 경사진 측면을 갖는 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 실장 기판; 및
상기 실장 기판 상에 배치되며, 전기 신호 인가 시 빛을 방출하는 반도체 발광소자를 포함하며,
상기 반도체 발광소자는,
제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 구비하는 발광구조물;
상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속된 도전성 비아를 포함하는 제1 전극구조;
상기 제2 도전형 반도체층과 접속된 제2 전극구조;
상기 제1 및 제2 전극구조를 덮도록 형성되되 상기 제1 및 제2 전극구조의 일부를 노출시키도록 오픈 영역을 갖는 절연부; 및
상기 오픈 영역에 의하여 노출된 상기 제1 및 제2 전극구조 상에 형성되어 각각 상기 제1 및 제2 전극구조와 접속된 제1 및 제2 패드 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
- 제13항에 있어서,
상기 실장 기판은 회로 기판인 것을 특징으로 하는 발광장치.
- 제13항에 있어서,
상기 실장 기판은 리드 프레임인 것을 특징으로 하는 발광장치.
- 제13항에 있어서,
상기 반도체 발광소자는 상기 제1 및 제2 패드 전극이 상기 실장 기판을 향하는 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 발광장치.
- 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 구비하는 발광구조물을 마련하는 단계;
상기 발광구조물 상에 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속된 도전성 비아를 포함하는 제1 전극구조를 형성하는 단계;
상기 발광구조물 상에 상기 제2 도전형 반도체층과 접속된 제2 전극구조를 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2 전극구조를 덮되 상기 제1 및 제2 전극구조의 일부를 노출시키도록 오픈 영역을 갖는 절연부를 형성하는 단계; 및
상기 오픈 영역에 의하여 노출된 상기 제1 및 제2 전극구조 상에 형성되어 각각 상기 제1 및 제2 전극구조와 접속되는 제1 및 제2 패드 전극을 형성하는 단계;
를 포함하는 반도체 발광소자 제조방법.
- 제17항에 있어서, 상기 절연부를 형성하는 단계는,
상기 도전성 비아, 활성층, 제2 도전형 반도체층 및 제2 전극구조 사이를 전기적으로 분리하기 위해 상기 발광구조물 내부를 채우도록 절연부를 형성하는 단계;
상기 발광구조물의 내부를 채우도록 형성된 절연부의 일부를 제거하여 상기 제1 및 제2 전극구조의 일부를 노출시키는 단계;
노출된 상기 제1 및 제2 전극구조의 일부 상에 제1 및 제2 전기연결부를 형성하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 전기연결부를 덮도록 절연부를 추가적으로 형성하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
- 제18항에 있어서,
상기 오픈 영역은, 추가적으로 형성된 상기 절연부의 일부를 제거하여 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 제1 및 제2 패드 전극은 실질적으로 동일한 면적으로 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 제2 패드 전극은 상기 제1 전극구조 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
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