KR102093816B1 - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
실시 예는 반도체 소자, 반도체 소자 제조방법, 반도체 소자 패키지, 반도체 소자 패키지를 포함하는 객체 검출 장치에 관한 것이다.
실시 예에 따른 반도체 소자는 제1 발광구조물, 제2 발광구조물, 더미 구조물을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 제1 발광구조물은, 제1 도전형의 제1 DBR층, 제1 DBR층 위에 배치된 제1 활성층, 제1 활성층 위에 배치된 제2 도전형의 제2 DBR층을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 제2 발광구조물은, 제1 도전형의 제3 DBR층, 제3 DBR층 위에 배치된 제2 활성층, 제2 활성층 위에 배치된 제2 도전형의 제4 DBR층을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 더미 구조물은, 제2 DBR층 및 제4 DBR층과 이격되어 배치되고, 제1 도전형 DBR층과 제1 도전형 DBR층 위에 배치된 제2 도전형 DBR층을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 제1 DBR층, 제3 DBR층, 제1 도전형 DBR층이 일체로 연결되어 배치될 수 있다.An embodiment relates to a semiconductor device, a semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device package, and an object detection device including a semiconductor device package.
The semiconductor device according to the embodiment may include a first light emitting structure, a second light emitting structure, and a dummy structure.
The first light emitting structure according to the embodiment may include a first DBR layer of a first conductivity type, a first active layer disposed on the first DBR layer, and a second DBR layer of a second conductivity type disposed on the first active layer. have.
The second light emitting structure according to the embodiment may include a third DBR layer of the first conductivity type, a second active layer disposed on the third DBR layer, and a fourth DBR layer of second conductivity type disposed on the second active layer. have.
The dummy structure according to the embodiment may be spaced apart from the second DBR layer and the fourth DBR layer, and may include a first conductivity type DBR layer and a second conductivity type DBR layer disposed on the first conductivity type DBR layer. .
According to an embodiment, the first DBR layer, the third DBR layer, and the first conductivity type DBR layer may be integrally connected and disposed.
Description
실시 예는 반도체 소자, 반도체 소자 제조방법, 반도체 소자 패키지, 반도체 소자 패키지를 포함하는 객체 검출 장치에 관한 것이다.An embodiment relates to a semiconductor device, a semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device package, and an object detection device including a semiconductor device package.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.Semiconductor devices including compounds such as GaN and AlGaN have many advantages such as having a wide and easy to adjust band gap energy, and can be used in various ways as light emitting devices, light receiving devices, and various diodes.
특히, 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 파장 대역의 빛을 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광원도 구현이 가능하다. 이러한 발광소자는, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다. In particular, light emitting devices such as light emitting diodes or laser diodes using a group 3-5 or 2-6 compound semiconductor material are red, green, and green due to thin film growth technology and development of device materials. There is an advantage that can realize light in various wavelength bands such as blue and ultraviolet light. In addition, a light emitting device such as a light emitting diode or a laser diode using a group 3-5 or 2-6 compound semiconductor material can use a fluorescent material or combine colors to implement a white light source with high efficiency. Such a light emitting device has advantages of low power consumption, semi-permanent life, fast response speed, safety, and environmental friendliness compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps.
뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한, 이와 같은 수광 소자는 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용될 수 있다.In addition, when a light-receiving device such as a photodetector or a solar cell is manufactured using a group 3-5 or 2-6 compound semiconductor material, the development of the device material absorbs light in various wavelength ranges to generate a photocurrent. By doing so, it is possible to use light in various wavelength ranges from gamma rays to radio wavelength ranges. In addition, such a light-receiving device has the advantages of fast response speed, safety, environmental friendliness, and easy adjustment of device materials, and thus can be easily used in power control or ultra-high frequency circuits or communication modules.
따라서, 반도체 소자는 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 가스(Gas)나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.Therefore, the semiconductor device can replace a light emitting diode backlight, a fluorescent lamp, or an incandescent light bulb that replaces a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of a transmission module of an optical communication means and a liquid crystal display (LCD) display device. The application is expanding to white light emitting diode lighting devices, automobile headlights and traffic lights, and sensors for detecting gas or fire. In addition, the application of the semiconductor device can be expanded to high-frequency application circuits, other power control devices, and communication modules.
발광소자(Light Emitting Device)는 예로서 주기율표상에서 3족-5족 원소 또는 2족-6족 원소를 이용하여 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로 제공될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 파장 구현이 가능하다.The light emitting device may be provided as a pn junction diode having a characteristic in which electrical energy is converted into light energy using, for example, a group 3-5 element or a group 2-6 element in the periodic table. Various wavelengths can be realized by adjusting the composition ratio.
한편, 반도체 소자는 응용분야가 다양해 지면서 고출력, 고전압 구동이 요구되고 있다. 반도체 소자의 고출력, 고전압 구동에 따라 반도체 소자에서 발생되는 열에 의하여 온도가 많이 올라가고 있다. 그런데, 반도체 소자에서의 열 방출이 원활하지 못한 경우에, 온도 상승에 따라 광 출력이 저하되고 전력 변환 효율(PCE: Power Conversion Efficiency)이 저하될 수 있다. 이에 따라, 반도체 소자에서 발생되는 열을 효율적으로 방출하고 전력 변환 효율을 향상시키기 위한 방안이 요청되고 있다.Meanwhile, as the application fields of semiconductor devices are diversified, high power and high voltage driving are required. Due to the high output and high voltage driving of the semiconductor device, the temperature is greatly increased due to heat generated from the semiconductor device. However, when heat dissipation in a semiconductor device is not smooth, light output may decrease and power conversion efficiency (PCE) may deteriorate with increasing temperature. Accordingly, a method for efficiently dissipating heat generated in a semiconductor device and improving power conversion efficiency has been requested.
실시 예는 방열 특성이 우수한 반도체 소자 및 그 제조방법, 반도체 소자 패키지, 객체 검출 장치를 제공할 수 있다.An embodiment may provide a semiconductor device having excellent heat dissipation characteristics, a manufacturing method thereof, a semiconductor device package, and an object detection device.
실시 예는 광 추출 효율을 높여 고출력의 빛을 제공할 수 있는 반도체 소자 및 그 제조방법, 반도체 소자 패키지, 객체 검출 장치를 제공할 수 있다.An embodiment may provide a semiconductor device capable of providing high output light by increasing light extraction efficiency, a manufacturing method thereof, a semiconductor device package, and an object detection device.
실시 예는 전력 변환 효율을 높일 수 있는 반도체 소자 및 그 제조방법, 반도체 소자 패키지, 객체 검출 장치를 제공할 수 있다.An embodiment may provide a semiconductor device capable of increasing power conversion efficiency, a manufacturing method thereof, a semiconductor device package, and an object detection device.
실시 예에 따른 반도체 소자는, 제1 도전형의 제1 DBR층, 상기 제1 DBR층 위에 배치된 제1 활성층, 상기 제1 활성층 위에 배치된 제2 도전형의 제2 DBR층을 포함하는 제1 발광구조물; 상기 제1 발광구조물과 이격되어 배치되고, 제1 도전형의 제3 DBR층, 상기 제3 DBR층 위에 배치된 제2 활성층, 상기 제2 활성층 위에 배치된 제2 도전형의 제4 DBR층을 포함하는 제2 발광구조물; 상기 제1 DBR층 및 상기 제3 DBR층과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 발광구조물과 상기 제2 발광구조물 사이에 배치된 제1 전극; 상기 제1 발광구조물 및 상기 제2 발광구조물과 이격되어 배치되고, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 본딩패드; 상기 제1 본딩패드와 이격되어 배치되고, 상기 제2 DBR층과 상기 제4 DBR층에 전기적으로 연결되며, 상기 제2 DBR층의 상부 면과 상기 제4 DBR층의 상부 면에 배치된 제2 본딩패드; 를 포함할 수 있다.The semiconductor device according to the embodiment may include a first DBR layer of a first conductivity type, a first active layer disposed on the first DBR layer, and a second DBR layer of a second conductivity type disposed on the first active layer. 1 light emitting structure; A third DBR layer of a first conductivity type, a second active layer disposed on the third DBR layer, and a fourth DBR layer of a second conductivity type disposed on the second active layer are disposed spaced apart from the first light emitting structure. A second light emitting structure comprising; A first electrode electrically connected to the first DBR layer and the third DBR layer and disposed between the first light emitting structure and the second light emitting structure; A first bonding pad spaced apart from the first light emitting structure and the second light emitting structure and electrically connected to the first electrode; The first bonding pad is spaced apart, and is electrically connected to the second DBR layer and the fourth DBR layer, and a second surface disposed on the upper surface of the second DBR layer and the fourth DBR layer. Bonding pads; It may include.
실시 예에 따른 반도체 소자는, 상기 제1 DBR층과 상기 제3 DBR층을 물리적으로 연결하는 제1 도전형 DBR층을 더 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 제1 도전형 DBR층의 상부 면에 접촉되어 배치될 수 있다.The semiconductor device according to the embodiment further includes a first conductivity type DBR layer physically connecting the first DBR layer and the third DBR layer, and the first electrode is an upper surface of the first conductivity type DBR layer. It can be placed in contact with.
실시 예에 의하면, 상기 제1 전극은, 상기 제1 발광구조물 둘레와 상기 제2 발광구조물 둘레에 배치되며, 상기 제1 발광구조물과 상기 제2 발광구조물을 노출시키는 개구부를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the first electrode may be disposed around the first light emitting structure and around the second light emitting structure, and may include an opening exposing the first light emitting structure and the second light emitting structure.
실시 예에 따른 반도체 소자는, 상기 제1 발광구조물 및 상기 제2 발광구조물과 이격되어 배치되며, 제1 도전형 DBR층과 제2 도전형 DBR층을 포함하는 더미 발광구조물; 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 더미 발광구조물 위에 배치된 패드전극; 을 포함하고, 상기 제1 본딩패드는 상기 패드전극 위에 배치될 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment may include a dummy light emitting structure that is spaced apart from the first light emitting structure and the second light emitting structure and includes a first conductivity type DBR layer and a second conductivity type DBR layer; A pad electrode electrically connected to the first electrode and disposed on the dummy light emitting structure; Including, the first bonding pad may be disposed on the pad electrode.
실시 예에 의하면, 상기 패드전극은, 상기 더미 발광구조물의 상기 제1 도전형 DBR층 및 상기 제2 도전형 DBR층과 전기적으로 연결될 수 있다.According to an embodiment, the pad electrode may be electrically connected to the first conductivity type DBR layer and the second conductivity type DBR layer of the dummy light emitting structure.
실시 예에 의하면, 상기 더미 발광구조물은, 상기 제2 본딩패드의 적어도 일 측면에 배치되고, 상기 제2 본딩패드의 측면을 따라 이격되어 배치될 수 있다.According to an embodiment, the dummy light emitting structure may be disposed on at least one side surface of the second bonding pad, and may be spaced apart along the side surface of the second bonding pad.
실시 예에 의하면, 상기 제2 본딩패드의 하부 면과 상기 제2 DBR층의 상부 면이 직접 접촉되어 배치되고, 상기 제2 본딩패드의 하부 면과 제4 DBR층의 상부 면이 직접 접촉되어 배치될 수 있다.According to an embodiment, the lower surface of the second bonding pad is disposed in direct contact with the upper surface of the second DBR layer, and the lower surface of the second bonding pad is disposed in direct contact with the upper surface of the fourth DBR layer. Can be.
실시 예에 따른 반도체 소자는, 상기 제1 발광구조물의 측면과 상기 제2 발광구조물의 측면을 감싸고, 상기 제1 발광구조물의 상부 면과 상기 제2 발광구조물의 상부 면을 노출시키며, 상기 제1 발광구조물과 상기 제2 발광구조물 사이 영역에서 상기 제1 전극 위에 배치된 절연층을 포함할 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment may surround a side surface of the first light emitting structure and a side surface of the second light emitting structure, expose an upper surface of the first light emitting structure and an upper surface of the second light emitting structure, and the first In an area between the light emitting structure and the second light emitting structure, an insulating layer disposed on the first electrode may be included.
실시 예에 의하면, 상기 절연층은, 상기 제1 발광구조물 둘레와 제2 발광구조물 둘레에서, 상기 제1 전극의 상부 면과 상기 제2 본딩패드의 하부 면 사이에 배치될 수 있다.According to an embodiment, the insulating layer may be disposed between the first light emitting structure and the second light emitting structure, between the upper surface of the first electrode and the lower surface of the second bonding pad.
실시 예에 의하면, 상기 절연층은 DBR층일 수 있다.According to an embodiment, the insulating layer may be a DBR layer.
실시 예에 따른 반도체 소자는, 상기 제1 발광구조물의 상기 제1 DBR층으로부터 연장되고, 상기 제2 발광구조물의 상기 제3 DBR층으로부터 연장된 제1 도전형 DBR층; 상기 제1 도전형 DBR층 위에 배치되며, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 패드전극; 을 포함하고, 상기 제1 본딩패드는 상기 패드전극 위에 배치될 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment may include: a first conductivity type DBR layer extending from the first DBR layer of the first light emitting structure and extending from the third DBR layer of the second light emitting structure; A pad electrode disposed on the first conductive DBR layer and electrically connected to the first electrode; Including, the first bonding pad may be disposed on the pad electrode.
실시 예에 따른 반도체 소자는, 상기 제2 DBR층의 상부 면과 상기 제2 본딩패드 사이에 배치되며, 상기 제4 DBR층의 상부 면과 상기 제2 본딩패드 사이에 배치된 제2 전극을 포함할 수 있다.The semiconductor device according to the embodiment may include a second electrode disposed between the upper surface of the second DBR layer and the second bonding pad, and disposed between the upper surface of the fourth DBR layer and the second bonding pad. can do.
실시 예에 따른 반도체 소자에 의하면, 상기 제1 발광구조물과 상기 제2 발광구조물 아래에 배치된 기판을 더 포함하고, 상기 기판은 진성 반도체 기판일 수 있다.According to the semiconductor device according to the embodiment, further comprising a substrate disposed under the first light emitting structure and the second light emitting structure, the substrate may be an intrinsic semiconductor substrate.
실시 예에 의하면, 상기 제1 DBR층의 반사율이 상기 제2 DBR층의 반사율에 비해 더 작고, 상기 제3 DBR층의 반사율이 상기 제4 DBR층의 반사율에 비해 더 작을 수 있다.According to an embodiment, the reflectance of the first DBR layer may be smaller than that of the second DBR layer, and the reflectivity of the third DBR layer may be smaller than that of the fourth DBR layer.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지는, 서브마운트: 상기 서브마운트 위에 배치된 반도체 소자: 를 포함하고, 상기 반도체 소자는, 제1 도전형의 제1 DBR층, 상기 제1 DBR층 위에 배치된 제1 활성층, 상기 제1 활성층 위에 배치된 제2 도전형의 제2 DBR층을 포함하는 제1 발광구조물; 상기 제1 발광구조물과 이격되어 배치되고, 제1 도전형의 제3 DBR층, 상기 제3 DBR층 위에 배치된 제2 활성층, 상기 제2 활성층 위에 배치된 제2 도전형의 제4 DBR층을 포함하는 제2 발광구조물; 상기 제1 DBR층 및 상기 제3 DBR층과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 발광구조물과 상기 제2 발광구조물 사이에 배치된 제1 전극; 상기 제1 발광구조물 및 상기 제2 발광구조물과 이격되어 배치되고, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 본딩패드; 상기 제1 본딩패드와 이격되어 배치되고, 상기 제2 DBR층과 상기 제4 DBR층에 전기적으로 연결되며, 상기 제2 DBR층의 상부 면과 상기 제4 DBR층의 상부 면에 배치된 제2 본딩패드; 를 포함하고, 상기 반도체 소자는, 상기 제1 본딩패드와 상기 제2 본딩패드가 배치된 제1 면과, 상기 제1 면과 반대 방향에 배치된 제2 면을 포함하고, 상기 제1 본딩패드와 상기 제2 본딩패드는 상기 서브마운트에 전기적으로 연결되고, 상기 반도체 소자에서 생성된 빛은 상기 제2 면을 통해 외부로 방출될 수 있다.A semiconductor device package according to an embodiment includes a submount: a semiconductor device disposed on the submount: wherein the semiconductor device is a first DBR layer of a first conductivity type and a first disposed on the first DBR layer A first light emitting structure including an active layer and a second DBR layer of a second conductivity type disposed on the first active layer; A third DBR layer of a first conductivity type, a second active layer disposed on the third DBR layer, and a fourth DBR layer of a second conductivity type disposed on the second active layer are disposed spaced apart from the first light emitting structure. A second light emitting structure comprising; A first electrode electrically connected to the first DBR layer and the third DBR layer and disposed between the first light emitting structure and the second light emitting structure; A first bonding pad spaced apart from the first light emitting structure and the second light emitting structure and electrically connected to the first electrode; The first bonding pad is spaced apart, and is electrically connected to the second DBR layer and the fourth DBR layer, and a second surface disposed on the upper surface of the second DBR layer and the fourth DBR layer. Bonding pads; The semiconductor device may include a first surface on which the first bonding pad and the second bonding pad are disposed, and a second surface disposed in a direction opposite to the first surface, and the first bonding pad. And the second bonding pad are electrically connected to the submount, and light generated by the semiconductor device may be emitted to the outside through the second surface.
실시 예에 따른 객체 검출 장치는, 반도체 소자 패키지와 상기 반도체 소자 패키지에서 방출된 빛의 반사된 빛을 입사 받는 수광부를 포함하고, 상기 반도체 소자 패키지는, 서브마운트: 상기 서브마운트 위에 배치된 반도체 소자: 를 포함하고, 상기 반도체 소자는, 제1 도전형의 제1 DBR층, 상기 제1 DBR층 위에 배치된 제1 활성층, 상기 제1 활성층 위에 배치된 제2 도전형의 제2 DBR층을 포함하는 제1 발광구조물; 상기 제1 발광구조물과 이격되어 배치되고, 제1 도전형의 제3 DBR층, 상기 제3 DBR층 위에 배치된 제2 활성층, 상기 제2 활성층 위에 배치된 제2 도전형의 제4 DBR층을 포함하는 제2 발광구조물; 상기 제1 DBR층 및 상기 제3 DBR층과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 발광구조물과 상기 제2 발광구조물 사이에 배치된 제1 전극; 상기 제1 발광구조물 및 상기 제2 발광구조물과 이격되어 배치되고, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 본딩패드; 상기 제1 본딩패드와 이격되어 배치되고, 상기 제2 DBR층과 상기 제4 DBR층에 전기적으로 연결되며, 상기 제2 DBR층의 상부 면과 상기 제4 DBR층의 상부 면에 배치된 제2 본딩패드; 를 포함할 수 있다.The object detection apparatus according to the embodiment includes a semiconductor device package and a light receiving unit that receives reflected light of light emitted from the semiconductor device package, and the semiconductor device package includes: submount: a semiconductor device disposed on the submount : The semiconductor device includes a first DBR layer of a first conductivity type, a first active layer disposed on the first DBR layer, and a second DBR layer of a second conductivity type disposed on the first active layer. A first light emitting structure; A third DBR layer of a first conductivity type, a second active layer disposed on the third DBR layer, and a fourth DBR layer of a second conductivity type disposed on the second active layer are disposed spaced apart from the first light emitting structure. A second light emitting structure comprising; A first electrode electrically connected to the first DBR layer and the third DBR layer and disposed between the first light emitting structure and the second light emitting structure; A first bonding pad spaced apart from the first light emitting structure and the second light emitting structure and electrically connected to the first electrode; The first bonding pad is spaced apart, and is electrically connected to the second DBR layer and the fourth DBR layer, and a second surface disposed on the upper surface of the second DBR layer and the fourth DBR layer. Bonding pads; It may include.
실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법은, 기판 위에 제1 도전형 DBR층, 활성층, 제2 도전형 DBR층을 형성하는 단계; 상기 제2 도전형 DBR층, 상기 활성층에 대한 메사 식각을 수행하고 서로 이격되어 배치된 복수의 발광구조물을 형성하고, 상기 복수의 발광구조물이 형성된 영역 측면에 더미 발광구조물을 형성하는 단계; 상기 복수의 발광구조물 사이에 노출된 상기 제1 도전형 DBR층 위에 제1 전극을 형성하고, 상기 더미 발광구조물 위에 배치된 패드전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 위에 배치되며, 상기 복수의 발광구조물의 상부 면을 노출시키는 절연층을 형성하는 단계; 상기 패드전극 위에 배치되어 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제1 본딩패드와, 상기 절연층 위에 배치되어 상기 복수 발광구조물의 상기 제2 도전형 DBR층과 전기적으로 연결되는 제2 본딩패드를 형성하는 단계; 를 포함할 수 있다.A semiconductor device manufacturing method according to an embodiment includes forming a first conductive type DBR layer, an active layer, and a second conductive type DBR layer on a substrate; Performing a mesa etching of the second conductive type DBR layer and the active layer, forming a plurality of light emitting structures spaced apart from each other, and forming a dummy light emitting structure on a side surface of the region where the plurality of light emitting structures are formed; Forming a first electrode on the first conductive DBR layer exposed between the plurality of light emitting structures and forming a pad electrode disposed on the dummy light emitting structure; Forming an insulating layer disposed on the first electrode and exposing upper surfaces of the plurality of light emitting structures; A first bonding pad disposed on the pad electrode and electrically connected to the first electrode, and a second bonding pad disposed on the insulating layer and electrically connected to the second conductive DBR layer of the plurality of light emitting structures are formed. To do; It may include.
실시 예에 따른 반도체 소자 및 그 제조방법, 반도체 소자 패키지, 객체 검출 장치에 의하면, 우수한 방열 특성을 제공할 수 있는 장점이 있다.According to the semiconductor device and the manufacturing method, the semiconductor device package, and the object detection device according to the embodiment, there is an advantage that can provide excellent heat dissipation characteristics.
실시 예에 따른 반도체 소자 및 그 제조방법, 반도체 소자 패키지, 객체 검출 장치에 의하면, 광 추출 효율을 높이고 고출력의 빛을 제공할 수 있는 장점이 있다.According to the semiconductor device and the manufacturing method, the semiconductor device package, and the object detection device according to the embodiment, there is an advantage that can increase the light extraction efficiency and provide high output light.
실시 예에 따른 반도체 소자 및 그 제조방법, 반도체 소자 패키지, 객체 검출 장치에 의하면, 전력 변환 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다According to a semiconductor device according to an embodiment, a method of manufacturing the same, a semiconductor device package, and an object detection device, there is an advantage of improving power conversion efficiency.
실시 예에 따른 반도체 소자 및 그 제조방법, 반도체 소자 패키지, 객체 검출 장치에 의하면, 제조 단가를 줄이고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the semiconductor device and the manufacturing method, the semiconductor device package, and the object detection device according to the embodiment, there is an advantage that can reduce the manufacturing cost and improve reliability.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시 예에 따른 반도체 소자의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 있어 복수의 발광구조물과 더미 발광구조물이 형성된 예를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 있어 제1 전극이 형성된 예를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 있어 절연층이 형성된 예를 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 있어 제1 본딩패드와 제2 본딩패드가 형성된 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지를 포함하는 자동 초점 장치가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.1 is a view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA of the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 1.
3A and 3B are views illustrating an example in which a plurality of light emitting structures and dummy light emitting structures are formed in a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are views illustrating an example in which a first electrode is formed in a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are views illustrating an example in which an insulating layer is formed in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B are views illustrating an example in which a first bonding pad and a second bonding pad are formed in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing another example of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing another example of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing another example of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing a semiconductor device package according to an embodiment of the present invention.
11 is a perspective view of a mobile terminal to which an autofocus device including a semiconductor device package according to an embodiment of the present invention is applied.
이하 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명하나 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the embodiment, each layer (membrane), region, pattern or structure may be "on / over" or "under" the substrate, each layer (membrane), region, pad or pattern. In the case described as being formed in, "on / over" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed through another layer. do. In addition, the criteria for the top / top or bottom of each layer is described based on the drawings, but the embodiment is not limited thereto.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자, 반도체 소자 제조방법, 반도체 소자 패키지, 반도체 소자 패키지를 포함하는 객체 검출 장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an object detection apparatus including a semiconductor device, a semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device package, and a semiconductor device package according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자는 발광 다이오드 소자, 레이저 다이오드 소자를 포함하는 발광소자 중의 어느 하나일 수 있다. 예로서, 실시 예에 따른 반도체 소자는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL; Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 반도체 소자일 수 있다. 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자는 상부 면에 수직한 방향으로 빔을 방출할 수 있다. 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자는 예를 들어 5도 내지 30도의 빔 화각으로 상부 면에 수직한 방향으로 빔을 방출할 수 있다. 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자는 좀 더 구체적으로 15도 내지 25도의 빔 화각으로 상부 면에 수직한 방향으로 빔을 방출할 수 있다. 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자는 원형의 빔을 방출하는 단일 발광 애퍼쳐(aperture) 또는 복수의 발광 애퍼쳐를 포함할 수 있다. 상기 발광 애퍼쳐는 예로서 수 마이크로 미터 내지 수십 마이크로 미터의 직경으로 제공될 수 있다.The semiconductor device according to an embodiment of the present invention may be any one of a light emitting device including a light emitting diode device and a laser diode device. For example, the semiconductor device according to the embodiment may be a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) semiconductor device. The vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) semiconductor device may emit a beam in a direction perpendicular to the upper surface. The vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) semiconductor device may emit a beam in a direction perpendicular to the upper surface, for example, with a beam angle of 5 to 30 degrees. The vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) semiconductor device may emit a beam in a direction perpendicular to an upper surface with a beam angle of 15 to 25 degrees, more specifically. The vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) semiconductor device may include a single light emitting aperture or a plurality of light emitting apertures emitting a circular beam. The light emitting aperture may be provided with a diameter of a few micrometers to tens of micrometers, for example.
그러면, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자를 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 실시 예에 따른 반도체 소자의 A-A 선에 따른 단면도이다.Then, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 is a view illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 1.
한편, 이해를 돕기 위해, 도 1을 도시함에 있어, 하부에 위치된 구성요소들의 배치관계가 쉽게 파악될 수 있도록 상부에 배치된 제1 본딩패드(155)와 제2 본딩패드(165)는 투명으로 처리되었다.On the other hand, in order to help understanding, in FIG. 1, the
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …), 제1 전극(150), 제1 본딩패드(155), 제2 본딩패드(165)를 포함할 수 있다.The
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL)일 수 있으며, 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 생성된 빛을 예를 들어 5도 내지 30도의 빔 화각으로 방출할 수 있다. 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …) 각각은 제1 도전형 DBR(Distributed Bragg Reflector)층, 활성층, 제2 도전형 DBR층을 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …) 각각은 유사한 구조로 형성될 수 있으며, 도 1에 표시된 A-A 선에 따른 단면을 이용하여 실시 예에 따른 반도체 소자(200)를 설명한다.The
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)이 배치된 영역 상부에는 상기 제2 본딩패드(165)가 배치될 수 있다. The
상기 제1 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)을 노출시키는 복수의 제1 개구부를 포함할 수 있다. The
상기 제1 전극(150)에 제공된 상기 복수의 제1 개구부는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상기 제1 전극(150)에 제공된 상기 복수의 제1 개구부는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제1 도전형 DBR층과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)을 노출시키는 복수의 제1 개구부는 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법을 설명하면서 뒤에서 더 살펴 보기로 한다.The plurality of first openings provided in the
상기 제1 본딩패드(155)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)과 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)는 상기 제1 전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)는 상기 제2 본딩패드(165)의 측면을 따라 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)이 제공된 영역의 외곽 측면을 따라 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 본딩패드(155)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2 본딩패드(165)의 양 측면에 배치될 수 있다.The
상기 제2 본딩패드(165)는 상기 제1 본딩패드(155)와 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(165)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서, 상기 제2 본딩패드(165)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 배치될 수 있다.The
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 제1 도전형 DBR층, 활성층, 제2 도전형 DBR층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4) 중에서 상기 제1 더미 발광구조물(D1)의 상부와 상기 제2 더미 발광구조물(D2)의 상부에는 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수 있다.In addition, the
그러면, 도 1 및 도 2를 참조하여, 상기 제2 본딩패드(165) 아래에 배치된 P1 발광구조물과 P2 발광구조물을 중심으로 실시 예에 따른 반도체 소자(200)를 더 살펴 보기로 한다. Then, referring to FIGS. 1 and 2, the
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는 상기 제2 본딩패드(165) 아래에 배치된 복수의 발광구조물(P1, P2, …)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)은 빛을 방출하는 발광 애퍼쳐(130a, 130b, …)를 각각 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예로서, 상기 발광 애퍼쳐(130a, 130b, …)는 수 마이크로 미터 내지 수십 마이크로 미터의 직경으로 제공될 수 있다.The
상기 P1 발광구조물은 제1 도전형의 제1 DBR층(110a), 제2 도전형의 제2 DBR층(120a), 제1 활성층(115a)을 포함할 수 있다. 상기 제1 활성층(115a)은 상기 제1 DBR층(110a)과 상기 제2 DBR층(120a) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 활성층(115a)이 상기 제1 DBR층(110a) 위에 배치되고, 상기 제2 DBR층(120a)이 상기 제1 활성층(115a) 위에 배치될 수 있다. 상기 P1 발광구조물은 상기 제1 활성층(115a)과 상기 제2 DBR층(120a) 사이에 배치된 제1 애퍼쳐층(117a)을 더 포함할 수 있다.The P1 light emitting structure may include a
상기 P2 발광구조물은 제1 도전형의 제3 DBR층(110b), 제2 도전형의 제4 DBR층(120b), 제2 활성층(115b)을 포함할 수 있다. 상기 제2 활성층(115b)은 상기 제3 DBR층(110b)과 상기 제4 DBR층(120b) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제2 활성층(115b)이 상기 제3 DBR층(110b) 위에 배치되고, 상기 제4 DBR층(120b)이 상기 제2 활성층(115b) 위에 배치될 수 있다. 상기 P2 발광구조물은 상기 제2 활성층(115b)과 상기 제4 DBR층(120b) 사이에 배치된 제2 애퍼쳐층(117b)을 더 포함할 수 있다.The P2 light emitting structure may include a
또한, 상기 P1 발광구조물의 상기 제1 DBR층(110a)과 상기 P2 발광구조물의 상기 제3 DBR층(110b) 사이에 제1 도전형 DBR층(113)이 배치될 수 있다. 상기 제1 DBR층(110a)과 상기 제3 DBR층(110b)은 상기 제1 도전형 DBR층(113)에 의하여 물리적으로 연결될 수 있다. 예로서, 상기 제1 도전형 DBR층(113)의 상부 면과 상기 제1 DBR층(110a)의 상부 면이 동일 수평면에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전형 DBR층(113)의 상부 면과 상기 제3 DBR층(110c)의 상부 면이 동일 수평면에 배치될 수 있다.In addition, a first conductivity
또한, 상기 P1 발광구조물의 상기 제1 활성층(115a)과 상기 P2 발광구조물의 상기 제2 활성층(115b)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 P1 발광구조물의 상기 제2 DBR층(120a)과 상기 P2 발광구조물의 상기 제4 DBR층(120b)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.In addition, the first
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 절연층(140)을 포함할 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 P1 발광구조물의 측면에 배치될 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 P1 발광구조물의 측면 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 P2 발광구조물의 측면에 배치될 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 P2 발광구조물의 측면 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다. The
또한, 상기 절연층(140)은 상기 P1 발광구조물과 상기 P2 발광구조물 사이에 배치될 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 제1 도전형 DBR층(113) 위에 배치될 수 있다.In addition, the insulating
상기 절연층(140)은 상기 P1 발광구조물의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 P1 발광구조물의 상기 제2 DBR층(120a)의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 P2 발광구조물의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 P2 발광구조물의 상기 제4 DBR층(120b)의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 P1 발광구조물의 상부 면과 상기 P2 발광구조물의 상부 면을 노출시키는 제2 개구부를 포함할 수 있다. 상기 P1 발광구조물의 상부 면과 상기 P2 발광구조물의 상부 면을 노출시키는 제2 개구부에 대해서는 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법을 설명하면서 뒤에서 더 살펴 보기로 한다.The insulating
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전극(150)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)을 노출시키는 복수의 제1 개구부를 포함할 수 있다.The
상기 제1 전극(150)은 상기 제1 도전형 DBR층(113) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 제1 DBR층(110a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 제3 DBR층(110b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 절연층(140) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 P1 발광구조물과 상기 P2 발광구조물 사이 영역에서 상기 절연층(140) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 P1 발광구조물과 상기 P2 발광구조물 사이 영역에서 상기 절연층(140)과 상기 제1 도전형 DBR층(113) 사이에 배치될 수 있다.The
예로서, 상기 제1 전극(150)의 하부 면이 상기 제1 도전형 DBR층(113)의 상부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(150)의 상부 면이 상기 절연층(140)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 제1 DBR층(110a)과 상기 제3 DBR층(110b)과 전기적으로 공통 연결될 수 있다.For example, the lower surface of the
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)를 포함할 수 있다. The
실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)는 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제1 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)는 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제1 도전형 DBR층에 전기적으로 공통 연결될 수 있다. According to an embodiment, the
상기 제2 본딩패드(165)는 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제2 본딩패드(165)는 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 공통 연결될 수 있다.The
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)과 이격되어 배치될 수 있다.The
상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 상기 제2 본딩패드(165)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 예로서, 제1 더미 발광구조물(D1)의 상부 영역에 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 더미 발광구조물(D2)의 상부 영역에 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수 있다. 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 유사한 구조로 제공될 수 있다.The plurality of dummy light emitting structures D1, D2, D3, and D4 may be disposed spaced apart from the
상기 제1 더미 발광구조물(D1)은 제1 도전형 DBR층(113), 제2 도전형 DBR층(119)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 더미 발광구조물(D1)은 활성층(116)과 애퍼쳐층(118)을 포함할 수 있다. The first dummy light emitting structure D1 may include a first conductivity
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 패드전극(153)을 포함할 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 발광구조물(P1)과 상기 제2 발광구조물(P2) 사이에 배치된 상기 제1 전극(150)으로부터 연장되어 배치될 수 있다. 상기 패드전극(153)과 상기 제1 전극(150)의 연결 관계에 대해서는 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법을 설명하면서 뒤에서 더 살펴 보기로 한다.The
상기 패드전극(153)은 상기 제1 도전형 DBR층(113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 활성층(116)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제2 도전형 DBR층(119)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 도전형 DBR층(113)과 상기 제2 도전형 DBR층(119)에 전기적으로 공통 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 더미 발광구조물(D1)은 빛을 생성하지 않을 수 있다. The
상기 패드전극(153)은 상기 제1 더미 발광구조물(D1)과 상기 제2 더미 발광구조물(D2) 위에 배치될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 더미 발광구조물(D1)의 상부 면 위에 배치될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제2 더미 발광구조물(D2)의 상부 면 위에 배치될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 더미 발광구조물(D1)과 상기 제2 더미 발광구조물(D2)에 제공된 상기 제2 도전형 DBR층(119) 위에 배치될 수 있다.The
실시 예에 의하면, 상기 패드전극(153) 위에 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수 있다. 상기 패드전극(153)의 측면에 상기 절연층(140)이 배치될 수 있다. 상기 절연층(140)에 의하여 노출된 상기 패드전극(153)의 상부 면에 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수 있다.According to an embodiment, the
한편, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(105)을 더 포함할 수 있다. 상기 기판(105) 위에 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)과 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)이 배치될 수 있다. 예로서, 상기 기판(105)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)과 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)이 성장될 수 있는 성장기판일 수 있다. 예로서, 상기 기판(105)은 진성 반도체 기판일 수 있다. Meanwhile, the
실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)를 통하여 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에 전원이 제공될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)가 상기 패드전극(153)을 통하여 상기 제1 전극(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제1 전극(150)이 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제1 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩패드(165)가 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면 위에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제2 본딩패드(165)의 하부 면이 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.According to the
따라서, 실시 예에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에 전원이 제공됨에 있어, 상기 기판(105)의 하부 면을 통해 전원이 인가될 필요가 없다. 종래 반도체 소자에서, 상기 기판의 하부 면을 통해 전원이 인가되어야 하는 경우, 상기 기판(105)이 반드시 도전성 기판으로 제공되어야 한다. 하지만, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 기판(105)은 도전성 기판일 수도 있으며 절연성 기판일 수도 있다. 예로서, 실시 예에 따른 상기 기판(105)은 진성 반도체 기판으로 제공될 수도 있다.Therefore, according to the embodiment, since power is provided to the plurality of light emitting structures P1, P2, P3, P4, ..., power does not need to be applied through the lower surface of the
또한, 상기 기판(105)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)이 성장기판에서 성장된 후, 성장기판이 제거되고 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에 부착된 지지기판일 수 있다. 예로서, 상기 지지기판은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 생성된 빛이 투과될 수 있는 투명기판일 수 있다.In addition, the
한편, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 소자(200)의 하부 방향으로 빛이 방출되도록 구현될 수 있다. 즉, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)을 이루는 활성층으로부터 제1 도전형 DBR층이 배치된 방향으로 빛이 방출될 수 있다. 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)을 이루는 활성층으로부터 상기 기판(105)이 배치된 방향으로 빛이 방출될 수 있다.Meanwhile, the
실시 예에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 상기 제2 본딩패드(165)가 접촉되어 배치된다. 또한, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제1 도전형 DBR층에 상기 제1 전극(150)이 연결되어 배치되고, 상기 제1 전극(150)으로부터 연장된 상기 패드전극(153) 위에 상기 제1 본딩패드(155)가 접촉되어 배치된다. 이에 따라, 상기 제1 본딩패드(155) 및 상기 제2 본딩패드(165)를 통하여 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 발생된 열이 외부로 효과적으로 방출될 수 있다. According to an embodiment, the
한편, 일반적인 반도체 소자의 경우, 발광구조물에서 발생된 열에 의하여 전력 변환 효율(PCE: Power Conversion Efficiency)이 많이 저하되는 것으로 알려져 있다. 그리고, 하부에 배치된 기판을 통해 발광구조물에 전원이 제공되는 경우, 일반적으로 기판을 통해 열 방출이 수행된다. 그런데, 기판의 열 전도율이 낮은 편이므로 발광구조물에서 발생된 열을 외부로 방출하는데 어려움이 있다. 예로서, GaAs 기판의 경우 열전도율이 52W/(m*K)로서 낮은 것으로 알려져 있다. On the other hand, in the case of a general semiconductor device, it is known that power conversion efficiency (PCE) is greatly reduced by heat generated from the light emitting structure. In addition, when power is supplied to the light emitting structure through the substrate disposed at the bottom, heat emission is generally performed through the substrate. However, since the thermal conductivity of the substrate is low, it is difficult to dissipate heat generated in the light emitting structure to the outside. For example, the GaAs substrate is known to have a low thermal conductivity of 52 W / (m * K).
그러나, 실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)를 통하여 외부 방열 기판 등에 연결될 수 있으므로, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 반도체 소자(200)에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 배출할 수 있으므로 전력 변화 효율(PCE)이 향상될 수 있게 된다.However, according to an embodiment, since the
한편, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 이상에서 설명된 바와 같이, 상기 반도체 소자(200)의 하부 방향으로 빛이 방출되도록 구현될 수 있다. 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 하부 영역에 제공된 제1 도전형 DBR층의 반사율이 상부 영역에 제공된 제2 도전형 DBR층의 반사율에 비해 더 작게 선택될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 생성된 빛이 상기 반도체 소자(200)의 기판(105) 방향으로 방출될 수 있게 된다.Meanwhile, according to the
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 절연층(140)이 DBR층으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 생성된 빛이 상부에 배치된 상기 절연층(140)에서 반사되어 하부 방향으로 효과적으로 추출될 수 있게 된다.Further, according to the
예로서, 상기 절연층(140)은 SiO2와 TiO2가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 절연층(140)은 Ta2O3와 SiO2가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 절연층(140)은 SiO2와 Si3N4가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다.For example, the insulating
한편, 종래 반도체 소자에서 기판을 통해 발광구조물에 전원을 제공하는 경우, 기판이 전도성이 있어야 한다. 이에 따라, 전도성 반도체 기판이 적용되는 경우, 전도성을 향상시키기 위하여 기판에 도펀트가 첨가된다. 그런데, 기판에 첨가된 도펀트는 방출되는 빛에 대한 흡수 및 산란(Absorption and Scattering) 현상을 발생시키므로 전력 변환 효율(PCE)을 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다.On the other hand, when the conventional semiconductor device provides power to the light emitting structure through the substrate, the substrate must be conductive. Accordingly, when a conductive semiconductor substrate is applied, a dopant is added to the substrate to improve conductivity. However, the dopant added to the substrate may cause absorption and scattering (absorption and scattering) of the emitted light, thereby causing a decrease in power conversion efficiency (PCE).
하지만, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 이상에서 설명된 바와 같이, 상기 기판(105)이 전도성 기판이 아니어도 되므로, 상기 기판(105)에 별도의 도펀트가 첨가되지 않아도 된다. 이에 따라, 실시 예에 따른 상기 기판(105)에 도펀트가 첨가되지 않아도 되므로, 상기 기판(105)에서 도펀트에 의한 흡수 및 산란이 발생되는 현상을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 발생된 빛을 하부 방향으로 효과적으로 제공할 수 있게 되며, 전력 변환 효율(PCE)이 향상될 수 있게 된다.However, according to the
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)는 상기 기판(105)의 하부 면에 제공된 무반사층을 더 포함할 수 있다. 상기 무반사층은 상기 반도체 소자(200)에서 방출되는 빛이 상기 기판(105)의 표면에서 반사되는 것을 방지하고 투과시킴으로써 반사에 의한 광 손실을 개선할 수 있다.In addition, the
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)에 연결된 상기 제1 전극(150)과 상기 제2 본딩패드(165)에 의하여 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …) 사이에 전류 확산이 효율적으로 수행될 수 있게 된다. 이에 따라, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 전류 밀집 없이 전류가 효율적으로 확산되어 광 추출 효율이 향상될 수 있게 된다.Further, according to the
한편, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 실시 예에 따른 반도체 소자(200)는 제1 더미 발광구조물(D1)과 제2 더미 발광구조물(D2) 위에 상기 제1 본딩패드(155)가 제공된 경우를 기반으로 설명되었다.Meanwhile, in the
그러나, 다른 실시 예에 따른 반도체 소자에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)는 하나의 더미 발광구조물 위에만 제공될 수도 있다. 또한, 상기 제1 본딩패드(155)는 세 개의 더미 발광구조물 위에 제공되거나 네 개의 더미 발광구조물 위에 모두 제공될 수도 있다. However, according to a semiconductor device according to another embodiment, the
상기 제1 본딩패드(155)가 제공되는 영역은, 반도체 소자의 크기, 요청되는 전류 확산(current spreading)의 정도 등을 고려하여 탄력적으로 선택될 수 있다. 예로서, 반도체 소자의 크기가 크거나 전류 확산의 필요성이 큰 반도체 소자의 경우에도 반도체 소자의 네 측면에 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수도 있다.The region in which the
그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법을 도면을 참조하여 살펴 보기로 한다. 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법을 설명함에 있어, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.Then, a semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In describing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment, descriptions of items overlapping with those described with reference to FIGS. 1 and 2 may be omitted.
먼저, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 있어 복수의 발광구조물과 더미 발광구조물이 형성된 예를 나타낸 도면이다. 도 3a는 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 따라 복수의 발광구조물과 더미 발광구조물이 형성된 단계를 나타낸 평면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 실시 예에 따른 반도체 소자의 A-A 선에 따른 단면도이다.First, FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating an example in which a plurality of light emitting structures and dummy light emitting structures are formed in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 3A is a plan view showing steps in which a plurality of light emitting structures and dummy light emitting structures are formed according to a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 3A. .
실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 의하면, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 기판(105)에 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 기판(105)에 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)이 형성될 수 있다. 예로서, 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …) 주변에 형성될 수 있다.According to the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, a plurality of light emitting structures P1, P2, P3, P4, ... may be formed on the
상기 기판(105)은 진성 반도체 기판, 전도성 기판, 절연성 기판 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 예로서, 상기 기판(105)은 GaAs 진성 반도체 기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(105)은 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, AlN, GaAs, ZnO, SiC 등)를 포함하는 전도성 물질 중에서 선택된 적어도 하나로 제공될 수 있다.The
예로서, 상기 기판(105)에 제1 도전형 DBR층, 활성층, 제2 도전형 DBR층이 순차적으로 형성될 수 있다. 그리고, 제2 도전형 DBR층과 활성층에 대한 메사 식각을 통하여 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)이 형성될 수 있다. 또한, 제2 도전형 DBR층과 활성층에 대한 메사 식각을 통하여 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)이 형성될 수 있다. 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)이 형성된 영역 측면에 형성될 수 있다.For example, a first conductivity type DBR layer, an active layer, and a second conductivity type DBR layer may be sequentially formed on the
상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)은 제1 도전형 DBR층(110a, 110b, …), 활성층(115a, 115b, …), 애퍼쳐층(117a, 117b, …), 제2 도전형 DBR층(120a, 120b, …)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4 …) 둘레에 제1 도전형 DBR층(113)이 제공될 수 있다. 상기 제1 도전형 DBR층(113)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …) 사이 영역에 배치될 수 있다.The plurality of light emitting structures P1, P2, ...) are first conductivity
또한, 실시 예에 따른 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 제1 도전형 DBR층(113), 활성층(116), 애퍼쳐층(118), 제2 도전형 DBR층(119)을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)이 형성된 영역 측면을 따라 폭을 갖는 라인 형상으로 제공될 수 있다.In addition, the plurality of dummy light emitting structures D1, D2, D3, and D4 according to the embodiment may include a first conductivity
예로서, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)과 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 복수의 화합물 반도체층으로 성장될 수 있다. 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)과 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 전자빔 증착기, PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator) 스퍼터링(sputtering), MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) 등에 의해 형성될 수 있다.For example, the plurality of light emitting structures (P1, P2, P3, P4, ...) and the plurality of dummy light emitting structures (D1, D2, D3, D4) may be grown as a plurality of compound semiconductor layers. The plurality of light emitting structures (P1, P2, P3, P4, ...) and the plurality of dummy light emitting structures (D1, D2, D3, D4) are electron beam evaporators, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), It may be formed by PLD (plasma laser deposition), dual-type thermal evaporator sputtering, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), or the like.
상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)을 이루는 상기 제1 도전형 DBR층(110a, 110b, …)은 제1 도전형의 도펀트가 도핑된 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 제공될 수 있다. 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)을 이루는 상기 제1 도전형 DBR층(113)은 제1 도전형의 도펀트가 도핑된 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 제공될 수 있다.The first conductivity-
예컨대, 상기 제1 도전형 DBR층(113, 110a, 110b, …) 은 GaAs, GaAl, InP, InAs, GaP를 포함하는 그룹 중 하나일 수 있다. 상기 제1 도전형 DBR층(113, 110a, 110b, …)은 예컨대, AlxGa1-xAs(0<x<1)/AlyGa1-yAs(0<y<1)(y<x)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 제공될 수 있다. 상기 제1 도전형 DBR층(1133, 110a, 110b, …)은 제1 도전형의 도펀트 예컨대, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층이 될 수 있다. 상기 제1 도전형 DBR층(113, 110a, 110b, …)은 서로 다른 반도체층을 교대로 배치하여 λ/4n 두께를 갖는 DBR층일 수 있다.For example, the first conductivity type DBR layers 113, 110a, 110b, ... may be one of a group including GaAs, GaAl, InP, InAs, and GaP. The first conductivity type DBR layers 113, 110a, 110b, ...) are, for example, semiconductors having a composition formula of AlxGa1-xAs (0 <x <1) / AlyGa1-yAs (0 <y <1) (y <x) It can be provided as a substance. The first conductivity
상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)을 이루는 상기 활성층(115a, 115b, …)은 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 제공될 수 있다. 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)을 이루는 상기 활성층(116)은 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 제공될 수 있다. The
예컨대, 상기 활성층(116, 115a, 115b, …)은 GaAs, GaAl, InP, InAs, GaP를 포함하는 그룹 중 하나일 수 있다. 상기 활성층(116, 115a, 115b, …)은 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층(116, 115a, 115b, …)은 교대로 배치된 복수의 우물층과 복수의 장벽층을 포함할 수 있다. 상기 복수의 우물층은 예컨대, InpGa1-pAs (0≤p≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 제공될 수 있다. 상기 장벽층은 예컨대, InqGa1-qAs (0≤q≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있다.For example, the
상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)을 이루는 상기 애퍼쳐층(117a, 117b, …)은 상기 활성층(115a, 115b, …) 상에 배치될 수 있다. 상기 애퍼쳐층(117a, 117b, …)은 중심부에 원형의 개구부가 포함될 수 있다. 상기 애퍼쳐층(117a, 117b, …)은 상기 활성층(115a, 115b, …)의 중심부로 전류가 집중되도록 전류이동을 제한하는 기능을 포함할 수 있다. 즉, 상기 애퍼쳐층(117a, 117b, …)은 공진 파장을 조정하고, 상기 활성층(115a, 115b, …)으로부터 수직 방향으로 발광하는 빔 각을 조절 할 수 있다. 상기 애퍼쳐층(117a, 117b, …)은 SiO2 또는 Al2O3와 같은 절연 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 애퍼쳐층(117a, 117b, …)은 상기 활성층(115a, 115b, …), 제1 도전형 DBR층(110a, 110b, …) 및 제2 도전형 DBR층(120a, 120b, …)보다 높은 밴드 갭 에너지를 가질 수 있다.The
상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)을 이루는 애퍼쳐층(118)은 상기 활성층(116) 상에 배치될 수 있다. 다만, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)에 배치된 상기 애퍼쳐층(118)은 상기 복수의 발광구조불(P1, P2, …)에 제공된 상기 애퍼쳐층(117a, 117b)의 기능과는 다르게 상기 활성층(116)의 중심부로 전류가 집중되도록 전류이동을 제한하는 기능은 수행하지 않는다. 실시 예에 의하면, 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)에 배치된 상기 제1 도전형 DBR층(113)과 상기 제2 도전형 DBR층(119) 간에 공통 전압이 인가되기 때문이다.The
상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)을 이루는 상기 제2 도전형 DBR층(120a, 120b, …)은 제2 도전형의 도펀트가 도핑된 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 제공될 수 있다. 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)을 이루는 상기 제2 도전형 DBR층(119)은 제2 도전형의 도펀트가 도핑된 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 제공될 수 있다.The second conductivity
예컨대, 상기 제2 도전형 DBR층(119, 120a, 120b, …)은 GaAs, GaAl, InP, InAs, GaP를 포함하는 그룹 중 하나일 수 있다. 상기 제2 도전형 DBR층(119, 120a, 120b, …)은 예컨대, AlxGa1-xAs(0<x<1)/AlyGa1-yAs(0<y<1)(y<x)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 DBR층(119, 120a, 120b, …)은 제2 도전형의 도펀트 예컨대, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba와 같은 p형 도펀트를 갖는 p형 반도체층일 수 있다. 상기 제2 도전형 DBR층(119, 120a, 120b, …)은 서로 다른 반도체층을 교대로 배치하여 λ/4n 두께를 갖는 DBR층일 수 있다. For example, the second conductivity type DBR layers 119, 120a, 120b, ... may be one of a group including GaAs, GaAl, InP, InAs, and GaP. The second conductivity type DBR layers 119, 120a, 120b, ...) are, for example, a semiconductor having a composition formula of AlxGa1-xAs (0 <x <1) / AlyGa1-yAs (0 <y <1) (y <x) It can be formed of a material. The second conductivity type DBR layers 119, 120a, 120b, ... may be a p-type semiconductor layer having a second conductivity type dopant, for example, a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba. The second conductivity type DBR layers 119, 120a, 120b, ... may be DBR layers having λ / 4n thickness by alternately arranging different semiconductor layers.
예로서, 상기 제2 도전형 DBR층(120a, 120b, …)은 상기 제1 도전형 DBR층(110a, 110b, …) 보다 큰 반사율을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제2 도전형 DBR층(120a, 120b, …)과 상기 제1 도전형 DBR층(110a, 110b, …)은 90% 이상의 반사율에 의해 수직 방향으로 공진 캐비티를 형성할 수 있다. 이때, 생성된 빛은 상기 제2 도전형 DBR층(120a, 120b, …)의 반사율보다 낮은 상기 제1 도전형 DBR층(110a, 110b, …)을 통해서 외부로 방출될 수 있다.For example, the second conductivity
다음으로, 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 실시 예에 따른 제1 전극(150)과 전극패드(153)가 형성될 수 있다. Next, as illustrated in FIGS. 4A and 4B, the
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 있어 제1 전극과 전극패드가 형성된 예를 나타낸 도면이다. 도 4a는 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 따라 제1 전극과 전극패드가 형성된 단계를 나타낸 평면도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 실시 예에 따른 반도체 소자의 A-A 선에 따른 단면도이다.4A and 4B are views illustrating an example in which a first electrode and an electrode pad are formed in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 4A is a plan view showing steps in which a first electrode and an electrode pad are formed according to a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line A-A of the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 4A.
실시 예에 의하면, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …) 둘레에 상기 제1 전극(150)이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 제1 도전형 DBR층(113) 위에 형성되며, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)을 노출시키는 제1 개구부(H1)를 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 사이 영역에 형성될 수 있다.According to an embodiment, as illustrated in FIGS. 4A and 4B, the
예로서, 상기 제1 전극(150)의 면적(Ae)이 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 면적(Am)에 비해 더 크게 제공될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 면적(Am)이란 메사 식각에 의하여 식각 되지 않고 남아 있는 상기 활성층(115a, 115b, …)의 면적을 나타낼 수 있다. 상기 제1 전극(150)의 면적(Ae)에 대한 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 면적(Am) 비율(Am/Ae)은 예로서 25%에 비해 더 크게 제공될 수 있다. 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 개수 및 직경은 응용 예에 따라 다양하게 변형될 수 있다.For example, the area Ae of the
실시 예에 의하면, 상기 제1 전극(150)의 면적(Ae)에 대한 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 면적(Am) 비율(Am/Ae)은 예로서 25% 내지 70%로 제공될 수 있다. 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 전극(150)의 면적(Ae)에 대한 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 면적(Am) 비율(Am/Ae)은 예로서 30% 내지 60%로 제공될 수 있다.According to an embodiment, the area (Am) ratio (Am / Ae) of the plurality of light emitting structures P1, P2, P3, P4, ... to the area Ae of the
실시 예에 따른 반도체 소자(200)의 적용 예에 따라서, 상기 반도체 소자(200)에 배치된 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 개수 및 직경은 다양하게 변경될 수 있다. 다음 [표 1]은 하나의 예로서 621개의 발광구조물이 제공된 반도체 소자에 대한 데이터를 나타낸 것이다.Depending on the application example of the
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 의하면, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4) 위에 배치된 패드전극(153)이 형성될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 전극(150)으로부터 연장되어 형성될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)의 상기 제2 도전형 DBR층(119) 위에 형성될 수 있다.In addition, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment, as illustrated in FIGS. 4A and 4B, a
실시 예에 의하면, 상기 제1 전극(150)과 상기 패드전극(153)에 공통으로 전압이 공급될 수 있다. 상기 제1 전극(150)과 상기 패드전극(153)은 등전위 면을 제공할 수 있다.According to an embodiment, a voltage may be commonly supplied to the
예로서, 상기 제1 전극(150)과 상기 전극패드(153)는 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf, Ti, W, Cr 및 이들 중 둘 이상의 합금으로 구성된 물질을 포함하는 그룹 중에서 선택된 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(150)과 상기 전극패드(153)는 하나의 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(150)과 상기 전극패드(153)는 예로서 반사 금속으로서 복수의 금속층이 적용될 수 있으며, 접착층으로서 Cr 또는 Ti 등이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(150)과 상기 전극패드(153)는 Cr/Al/Ni/Au/Ti 층으로 형성될 수 있다.For example, the
이어서, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 실시 예에 따른 상기 제1 전극(150) 위에 절연층(140)이 형성될 수 있다. Subsequently, as illustrated in FIGS. 5A and 5B, an insulating
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 있어 절연층이 형성된 예를 나타낸 도면이다. 도 5a는 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 따라 절연층이 형성된 단계를 나타낸 평면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 실시 예에 따른 반도체 소자의 A-A 선에 따른 단면도이다.5A and 5B are views illustrating an example in which an insulating layer is formed in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 5A is a plan view showing a step in which an insulating layer is formed according to a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line A-A of the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 5A.
실시 예에 의하면, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극(150) 위에 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 상부 면을 노출시키는 상기 절연층(140)이 형성될 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 측면에 형성될 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 제1 도전형 DBR층(113) 위에 형성될 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …) 사이의 영역에 형성될 수 있다. According to an embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, the insulating layer exposing the upper surfaces of the plurality of light emitting structures P1, P2, P3, P4, ... on the
상기 절연층(140)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 상부 면을 노출시키는 복수의 제2 개구부(H2)를 포함할 수 있다. 상기 제2 개구부(H2)의 크기는 상기 제1 개구부(H1)의 크기에 비해 더 작게 제공될 수 있다. 예로서, 상기 복수의 제2 개구부(H2)는 상기 복수의 제1 개구부(H1)가 제공된 영역에 정렬되어 배치될 수 있다.The insulating
실시 예에 의하면, 상기 절연층(140)은 상기 전극패드(153)의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 제3 더미 발광구조물(D3) 위에 형성될 수 있다. 또한, 상기 절연층(140)은 상기 제4 더미 발광구조물(D4) 위에 형성될 수 있다.According to an embodiment, the insulating
상기 절연층(140)은 절연물질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(140)은 SiO2, TiO2, Ta2O5, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 절연층(140)은 DBR층으로 형성될 수도 있다. 실시 예에 의하면, 상기 절연층(140)이 DBR층으로 제공됨에 따라 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 발생된 빛이 효율적으로 반사되어 하부 방향으로 추출될 수 있게 된다. 예로서, 상기 절연층(140)은 SiO2와 TiO2가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 절연층(140)은 Ta2O3와 SiO2가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 절연층(140)은 SiO2와 Si3N4가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다.The insulating
그리고, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 실시 예에 따른 상기 패드전극(153) 위에 제1 본딩패드(155)가 형성되고 상기 복수 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층 위에 제2 본딩패드(165)가 형성될 수 있다.6A and 6B, a
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 있어 제1 본딩패드와 제2 본딩패드가 형성된 예를 나타낸 도면이다. 도 6a는 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법에 따라 제1 본딩패드와 제2 본딩패드가 형성된 단계를 나타낸 평면도이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 실시 예에 따른 반도체 소자의 A-A 선에 따른 단면도이다.6A and 6B are views illustrating an example in which a first bonding pad and a second bonding pad are formed in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 6A is a plan view showing steps in which a first bonding pad and a second bonding pad are formed according to a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line AA of the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 6A to be.
실시 예에 의하면, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)가 이격되어 형성될 수 있다. According to an embodiment, as illustrated in FIGS. 6A and 6B, the
상기 제1 본딩패드(155)는 상기 제1 더미 발광구조물(D1)과 상기 제2 더미 발광구조물(D2) 위에 형성될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)는 상기 제1 더미 발광구조물(D1) 위에 배치되어 상기 패드전극(153)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서, 상기 제1 본딩패드(155)는 상기 패드전극(153)의 상부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)는 상기 제2 더미 발광구조물(D2) 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 본딩패드(155)는 상기 제2 더미 발광구조물(D2)에 제공된 패드전극에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.The
실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)는 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제1 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)는 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제1 도전형 DBR층에 전기적으로 공통 연결될 수 있다.According to an embodiment, the
상기 제2 본딩패드(165)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …) 위에 형성될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(165)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층(120a, 120b, …) 위에 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩패드(165)는 상기 절연층(140) 위에 형성될 수 있다.The
상기 제2 본딩패드(165)는 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제2 본딩패드(165)는 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 공통 연결될 수 있다.The
상기 제2 본딩패드(165)는 상기 절연층(140)에 제공된 상기 제2 개구부(H2) 위에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제2 본딩패드(165)의 하부 면이 상기 제2 개구부(H2)를 통해 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층(120a, 120b, …)의 상부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.The
예로서, 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)는 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf, Ti, W, Cr, Cu 및 이들 중 둘 이상의 합금으로 구성된 물질을 포함하는 그룹 중에서 선택된 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)는 하나의 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)는 예로서 솔더 본딩(solder bonding)으로부터 Sn 확산을 방지하기 위하여 Cr, Cu 등의 확산 배리어 금속을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(172)는 Ti, Ni, Cu, Cr, Au을 포함하는 복수의 층으로 형성될 수 있다. For example, the
실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)를 통하여 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에 전원이 제공될 수 있다.According to the
따라서, 실시 예에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에 전원이 제공됨에 있어, 상기 기판(105)의 하부 면을 통해 전원이 인가될 필요가 없다. 종래 반도체 소자에서, 상기 기판의 하부 면을 통해 전원이 인가되어야 하는 경우, 상기 기판(105)이 반드시 도전성 기판으로 제공되어야 한다. 하지만, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 기판(105)은 도전성 기판일 수도 있으며 절연성 기판일 수도 있다. 예로서, 실시 예에 따른 상기 기판(105)은 진성 반도체 기판으로 제공될 수도 있다.Therefore, according to the embodiment, since power is provided to the plurality of light emitting structures P1, P2, P3, P4, ..., power does not need to be applied through the lower surface of the
또한, 상기 기판(105)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)이 성장기판에서 성장된 후, 성장기판이 제거되고 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에 부착된 지지기판일 수 있다. 예로서, 상기 지지기판은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 생성된 빛이 투과될 수 있는 투명기판일 수 있다.In addition, the
한편, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 상기 반도체 소자(200)의 하부 방향으로 빛이 방출되도록 구현될 수 있다. 즉, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)을 이루는 활성층으로부터 제1 도전형 DBR층이 배치된 방향으로 빛이 방출될 수 있다. 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)을 이루는 활성층으로부터 상기 기판(105)이 배치된 방향으로 빛이 방출될 수 있다.Meanwhile, the
실시 예에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 상기 제2 본딩패드(165)가 접촉되어 배치된다. 또한, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 제1 도전형 DBR층에 상기 제1 전극(150)이 연결되어 배치되고, 상기 제1 전극(150)으로부터 연장된 상기 패드전극(153) 위에 상기 제1 본딩패드(155)가 접촉되어 배치된다. 이에 따라, 상기 제1 본딩패드(155) 및 상기 제2 본딩패드(165)를 통하여 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 발생된 열이 외부로 효과적으로 방출될 수 있다. According to an embodiment, the
한편, 일반적인 반도체 소자의 경우, 발광구조물에서 발생된 열에 의하여 전력 변환 효율(PCE: Power Conversion Efficiency)이 많이 저하되는 것으로 알려져 있다. 그리고, 하부에 배치된 기판을 통해 발광구조물에 전원이 제공되는 경우, 일반적으로 기판을 통해 열 방출이 수행된다. 그런데, 기판의 열 전도율이 낮은 편이므로 발광구조물에서 발생된 열을 외부로 방출하는데 어려움이 있다. 예로서, GaAs 기판의 경우 열전도율이 52W/(m*K)로서 낮은 것으로 알려져 있다. On the other hand, in the case of a general semiconductor device, it is known that power conversion efficiency (PCE) is greatly reduced by heat generated from the light emitting structure. In addition, when power is supplied to the light emitting structure through the substrate disposed at the bottom, heat emission is generally performed through the substrate. However, since the thermal conductivity of the substrate is low, it is difficult to dissipate heat generated in the light emitting structure to the outside. For example, the GaAs substrate is known to have a low thermal conductivity of 52 W / (m * K).
그러나, 실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)를 통하여 외부 방열 기판 등에 연결될 수 있으므로, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 반도체 소자(200)에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 배출할 수 있으므로 전력 변화 효율(PCE)이 향상될 수 있게 된다.However, according to an embodiment, since the
한편, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 이상에서 설명된 바와 같이, 상기 반도체 소자(200)의 하부 방향으로 빛이 방출되도록 구현될 수 있다. 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)의 하부 영역에 제공된 제1 도전형 DBR층의 반사율이 상부 영역에 제공된 제2 도전형 DBR층의 반사율에 비해 더 작게 선택될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 생성된 빛이 상기 반도체 소자(200)의 기판(105) 방향으로 방출될 수 있게 된다.Meanwhile, according to the
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 절연층(140)이 DBR층으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 생성된 빛이 상부에 배치된 상기 절연층(140)에서 반사되어 하부 방향으로 효과적으로 추출될 수 있게 된다.Further, according to the
한편, 종래 반도체 소자에서 기판을 통해 발광구조물에 전원을 제공하는 경우, 기판이 전도성이 있어야 한다. 이에 따라, 전도성 반도체 기판이 적용되는 경우, 전도성을 향상시키기 위하여 기판에 도펀트가 첨가된다. 그런데, 기판에 첨가된 도펀트는 방출되는 빛에 대한 흡수 및 산란(Absorption and Scattering) 현상을 발생시키므로 전력 변환 효율(PCE)을 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다.On the other hand, when the conventional semiconductor device provides power to the light emitting structure through the substrate, the substrate must be conductive. Accordingly, when a conductive semiconductor substrate is applied, a dopant is added to the substrate to improve conductivity. However, the dopant added to the substrate may cause absorption and scattering (absorption and scattering) of the emitted light, thereby causing a decrease in power conversion efficiency (PCE).
하지만, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 이상에서 설명된 바와 같이, 상기 기판(105)이 전도성 기판이 아니어도 되므로, 상기 기판(105)에 별도의 도펀트가 첨가되지 않아도 된다. 이에 따라, 실시 예에 따른 상기 기판(105)에 도펀트가 첨가되지 않아도 되므로, 상기 기판(105)에서 도펀트에 의한 흡수 및 산란이 발생되는 현상을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 발생된 빛을 하부 방향으로 효과적으로 제공할 수 있게 되며, 전력 변환 효율(PCE)이 향상될 수 있게 된다.However, according to the
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)에 연결된 상기 제1 전극(150)과 상기 제2 본딩패드(165)에 의하여 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …) 사이에 전류 확산이 효율적으로 수행될 수 있게 된다. 이에 따라, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, P3, P4, …)에서 전류 밀집 없이 전류가 효율적으로 확산되어 광 추출 효율이 향상될 수 있게 된다.Further, according to the
한편, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 이하에서 도 7을 참조하여 실시 예에 따른 반도체 소자의 다른 예를 설명함에 있어, 이상에서 도 1 내지 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명된 반도체 소자의 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.Meanwhile, FIG. 7 is a view showing another example of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, another example of the semiconductor device according to the embodiment will be described with reference to FIG. 7. In the above, descriptions of elements overlapping with the contents of the semiconductor devices described with reference to FIGS. 1 to 6A and 6B will be omitted. You can.
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 실시 예에 따른 반도체 소자에 비하여 제2 전극(160)을 더 포함할 수 있다. The
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 발광구조물(P1, P2, …), 제1 전극(150), 제2 전극(160), 제1 본딩패드(155), 제2 본딩패드(165)를 포함할 수 있다.The
상기 제1 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)을 노출시키는 복수의 제1 개구부를 포함할 수 있다. The
상기 제1 전극(150)에 제공된 상기 복수의 제1 개구부는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상기 제1 전극(150)에 제공된 상기 복수의 제1 개구부는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제1 도전형 DBR층과 전기적으로 연결될 수 있다.The plurality of first openings provided in the
상기 제2 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 공통 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제2 전극(150)의 하부 면이 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.The
상기 제1 본딩패드(155)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)과 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)는 상기 제1 전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)는 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제1 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)는 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제1 도전형 DBR층에 전기적으로 공통 연결될 수 있다.According to an embodiment, the
상기 제2 본딩패드(165)는 상기 제1 본딩패드(155)와 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(165)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(165)는 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 공통 연결될 수 있다. 예로서, 상기 제2 본딩패드(165)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 배치될 수 있다. The
실시 예에 의하면, 상기 제2 전극(160)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면과 상기 제2 본딩패드(165) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(160)은 상기 제2 본딩패드(165)와 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층 간의 오믹 특성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment, the
예로서, 상기 제2 전극(160)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf, Ti, W, Cr 및 이들 중 둘 이상의 합금으로 구성된 물질을 포함하는 그룹 중에서 선택된 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(160)은 하나의 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.For example, the
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 제1 도전형 DBR층, 활성층, 제2 도전형 DBR층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4) 중에서 상기 제1 더미 발광구조물(D1)의 상부와 상기 제2 더미 발광구조물(D2)의 상부에는 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수 있다.In addition, the
상기 복수의 더미 발광구조물(D1, D2, D3, D4)은 상기 제2 본딩패드(165)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 예로서, 제1 더미 발광구조물(D1)의 상부 영역에 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수 있다.The plurality of dummy light emitting structures D1, D2, D3, and D4 may be disposed spaced apart from the
상기 제1 더미 발광구조물(D1)은 제1 도전형 DBR층(113), 제2 도전형 DBR층(119)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 더미 발광구조물(D1)은 활성층(116)과 애퍼쳐층(118)을 포함할 수 있다.The first dummy light emitting structure D1 may include a first conductivity
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 패드전극(153)을 포함할 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 발광구조물(P1)과 상기 제2 발광구조물(P2) 사이에 배치된 상기 제1 전극(150)으로부터 연장되어 배치될 수 있다.The
상기 패드전극(153)은 상기 제1 도전형 DBR층(113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 활성층(116)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제2 도전형 DBR층(119)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 도전형 DBR층(113)과 상기 제2 도전형 DBR층(119)에 전기적으로 공통 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 더미 발광구조물(D1)은 빛을 생성하지 않을 수 있다.The
실시 예에 의하면, 상기 패드전극(153) 위에 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수 있다. 상기 패드전극(153)의 측면에 상기 절연층(140)이 배치될 수 있다. 상기 절연층(140)에 의하여 노출된 상기 패드전극(153)의 상부 면에 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수 있다.According to an embodiment, the
또한, 상기 절연층(140)은, 상기 제1 발광구조물(P1) 둘레와 제2 발광구조물(P2) 둘레에서, 상기 제1 전극(150)의 상부 면과 상기 제2 본딩패드(165)의 하부 면 사이에 배치될 수 있다.In addition, the insulating
실시 예에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 상기 제2 본딩패드(165)가 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제1 도전형 DBR층에 상기 제1 전극(150)이 연결되어 배치되고, 상기 제1 전극(150)으로부터 연장된 상기 패드전극(153) 위에 상기 제1 본딩패드(155)가 접촉되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 본딩패드(155) 및 상기 제2 본딩패드(165)를 통하여 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 발생된 열이 외부로 효과적으로 방출될 수 있다. According to an embodiment, the
한편, 일반적인 반도체 소자의 경우, 발광구조물에서 발생된 열에 의하여 전력 변환 효율(PCE: Power Conversion Efficiency)이 많이 저하되는 것으로 알려져 있다. 그리고, 하부에 배치된 기판을 통해 발광구조물에 전원이 제공되는 경우, 일반적으로 기판을 통해 열 방출이 수행된다. 그런데, 기판의 열 전도율이 낮은 편이므로 발광구조물에서 발생된 열을 외부로 방출하는데 어려움이 있다. 예로서, GaAs 기판의 경우 열전도율이 52W/(m*K)로서 낮은 것으로 알려져 있다. On the other hand, in the case of a general semiconductor device, it is known that power conversion efficiency (PCE) is greatly reduced by heat generated from the light emitting structure. In addition, when power is supplied to the light emitting structure through the substrate disposed at the bottom, heat emission is generally performed through the substrate. However, since the thermal conductivity of the substrate is low, it is difficult to dissipate heat generated in the light emitting structure to the outside. For example, the GaAs substrate is known to have a low thermal conductivity of 52 W / (m * K).
그러나, 실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)를 통하여 외부 방열 기판 등에 연결될 수 있으므로, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 반도체 소자(200)에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 배출할 수 있으므로 전력 변화 효율(PCE)이 향상될 수 있게 된다.However, according to an embodiment, since the
한편, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 이상에서 설명된 바와 같이, 상기 반도체 소자(200)의 하부 방향으로 빛이 방출되도록 구현될 수 있다. 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 하부 영역에 제공된 제1 도전형 DBR층의 반사율이 상부 영역에 제공된 제2 도전형 DBR층의 반사율에 비해 더 작게 선택될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 생성된 빛이 상기 반도체 소자(200)의 기판(105) 방향으로 방출될 수 있게 된다.Meanwhile, according to the
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 절연층(140)이 DBR층으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 생성된 빛이 상부에 배치된 상기 절연층(140)에서 반사되어 하부 방향으로 효과적으로 추출될 수 있게 된다.Further, according to the
예로서, 상기 절연층(140)은 SiO2와 TiO2가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 절연층(140)은 Ta2O3와 SiO2가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 절연층(140)은 SiO2와 Si3N4가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다.For example, the insulating
한편, 종래 반도체 소자에서 기판을 통해 발광구조물에 전원을 제공하는 경우, 기판이 전도성이 있어야 한다. 이에 따라, 전도성 반도체 기판이 적용되는 경우, 전도성을 향상시키기 위하여 기판에 도펀트가 첨가된다. 그런데, 기판에 첨가된 도펀트는 방출되는 빛에 대한 흡수 및 산란(Absorption and Scattering) 현상을 발생시키므로 전력 변환 효율(PCE)을 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다.On the other hand, when the conventional semiconductor device provides power to the light emitting structure through the substrate, the substrate must be conductive. Accordingly, when a conductive semiconductor substrate is applied, a dopant is added to the substrate to improve conductivity. However, the dopant added to the substrate may cause absorption and scattering (absorption and scattering) of the emitted light, thereby causing a decrease in power conversion efficiency (PCE).
하지만, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 이상에서 설명된 바와 같이, 상기 기판(105)이 전도성 기판이 아니어도 되므로, 상기 기판(105)에 별도의 도펀트가 첨가되지 않아도 된다. 이에 따라, 실시 예에 따른 상기 기판(105)에 도펀트가 첨가되지 않아도 되므로, 상기 기판(105)에서 도펀트에 의한 흡수 및 산란이 발생되는 현상을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 발생된 빛을 하부 방향으로 효과적으로 제공할 수 있게 되며, 전력 변환 효율(PCE)이 향상될 수 있게 된다.However, according to the
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)에 연결된 상기 제1 전극(150)과 상기 제2 본딩패드(165)에 연결된 상기 제2 전극(160)에 의하여 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …) 사이에 전류 확산이 효율적으로 수행될 수 있게 된다. 이에 따라, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 전류 밀집 없이 전류가 효율적으로 확산되어 광 추출 효율이 향상될 수 있게 된다.In addition, according to the
한편, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 또 다른 예를 나타낸 도면이다. 이하에서 도 8을 참조하여 실시 예에 따른 반도체 소자의 또 다른 예를 설명함에 있어, 이상에서 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명된 반도체 소자의 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.Meanwhile, FIG. 8 is a view showing another example of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, another example of a semiconductor device according to an embodiment will be described with reference to FIG. 8, and descriptions of items overlapping with the contents of the semiconductor device described with reference to FIGS. 1 to 7 may be omitted. .
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 실시 예에 따른 반도체 소자에 비하여 제1 본딩패드(155)가 제공된 영역에서 구성요소 간의 배치에 차이점이 있다.The
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 발광구조물(P1, P2, …), 제1 전극(150), 제1 본딩패드(155), 제2 본딩패드(165)를 포함할 수 있다. The
상기 제1 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)을 노출시키는 복수의 제1 개구부를 포함할 수 있다.The
상기 제1 전극(150)에 제공된 상기 복수의 제1 개구부는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상기 제1 전극(150)에 제공된 상기 복수의 제1 개구부는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제1 도전형 DBR층과 전기적으로 연결될 수 있다.The plurality of first openings provided in the
상기 제2 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 공통 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(150)은 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제2 전극(150)의 하부 면이 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.The
상기 제1 본딩패드(155)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)과 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)는 상기 제1 전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)는 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제1 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)는 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제1 도전형 DBR층에 전기적으로 공통 연결될 수 있다.According to an embodiment, the
상기 제2 본딩패드(165)는 상기 제1 본딩패드(155)와 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(165)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(165)는 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층에 전기적으로 공통 연결될 수 있다. 예로서, 상기 제2 본딩패드(165)는 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 배치될 수 있다.The
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 패드전극(153)을 포함할 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 발광구조물(P1)과 상기 제2 발광구조물(P2) 사이에 배치된 상기 제1 전극(150)으로부터 연장되어 배치될 수 있다.The
상기 패드전극(153)은 상기 제1 도전형 DBR층(113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드전극(153)은 상기 제1 도전형 DBR층(113) 위에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 패드전극(153)의 하부 면이 상기 제1 도전형 DBR층(113)의 상부 면 위에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.The
실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 패드전극(153)의 상부 면이 상기 제1 전극(150)의 상부 면과 동일 평면에 배치될 수 있다. 즉, 상기 패드전극(153)과 상기 제1 전극(150)이 단차 없게 배치될 수 있다. 따라서, 실시 예에 의하면 단차 영역에서 발생될 수 있는 상기 패드전극(153) 또는 상기 제1 전극(150)의 손상을 방지할 수 있게 된다. According to the
실시 예에 의하면, 상기 패드전극(153) 위에 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수 있다. 예로서, 상기 패드전극(153)의 일부 영역 위에 상기 절연층(140)이 배치될 수 있다. 상기 절연층(140)에 의하여 노출된 상기 패드전극(153)의 상부 면에 상기 제1 본딩패드(155)가 배치될 수 있다.According to an embodiment, the
또한, 상기 절연층(140)은, 상기 제1 발광구조물(P1) 둘레와 제2 발광구조물(P2) 둘레에서, 상기 제1 전극(150)의 상부 면과 상기 제2 본딩패드(165)의 하부 면 사이에 배치될 수 있다.In addition, the insulating
실시 예에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제2 도전형 DBR층의 상부 면에 상기 제2 본딩패드(165)가 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 제1 도전형 DBR층에 상기 제1 전극(150)이 연결되어 배치되고, 상기 제1 전극(150)으로부터 연장된 상기 패드전극(153) 위에 상기 제1 본딩패드(155)가 접촉되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 본딩패드(155) 및 상기 제2 본딩패드(165)를 통하여 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 발생된 열이 외부로 효과적으로 방출될 수 있다.According to an embodiment, the
한편, 일반적인 반도체 소자의 경우, 발광구조물에서 발생된 열에 의하여 전력 변환 효율(PCE: Power Conversion Efficiency)이 많이 저하되는 것으로 알려져 있다. 그리고, 하부에 배치된 기판을 통해 발광구조물에 전원이 제공되는 경우, 일반적으로 기판을 통해 열 방출이 수행된다. 그런데, 기판의 열 전도율이 낮은 편이므로 발광구조물에서 발생된 열을 외부로 방출하는데 어려움이 있다. 예로서, GaAs 기판의 경우 열전도율이 52W/(m*K)로서 낮은 것으로 알려져 있다.On the other hand, in the case of a general semiconductor device, it is known that power conversion efficiency (PCE) is greatly reduced by heat generated from the light emitting structure. In addition, when power is supplied to the light emitting structure through the substrate disposed at the bottom, heat emission is generally performed through the substrate. However, since the thermal conductivity of the substrate is low, it is difficult to dissipate heat generated in the light emitting structure to the outside. For example, the GaAs substrate is known to have a low thermal conductivity of 52 W / (m * K).
그러나, 실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)를 통하여 외부 방열 기판 등에 연결될 수 있으므로, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 반도체 소자(200)에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 배출할 수 있으므로 전력 변화 효율(PCE)이 향상될 수 있게 된다.However, according to an embodiment, since the
한편, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 이상에서 설명된 바와 같이, 상기 반도체 소자(200)의 하부 방향으로 빛이 방출되도록 구현될 수 있다. 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)의 하부 영역에 제공된 제1 도전형 DBR층의 반사율이 상부 영역에 제공된 제2 도전형 DBR층의 반사율에 비해 더 작게 선택될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 생성된 빛이 상기 반도체 소자(200)의 기판(105) 방향으로 방출될 수 있게 된다.Meanwhile, according to the
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 절연층(140)이 DBR층으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 생성된 빛이 상부에 배치된 상기 절연층(140)에서 반사되어 하부 방향으로 효과적으로 추출될 수 있게 된다.Further, according to the
예로서, 상기 절연층(140)은 SiO2와 TiO2가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 절연층(140)은 Ta2O3와 SiO2가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 절연층(140)은 SiO2와 Si3N4가 복수의 층으로 적층되어 형성된 DBR층으로 제공될 수 있다.For example, the insulating
한편, 종래 반도체 소자에서 기판을 통해 발광구조물에 전원을 제공하는 경우, 기판이 전도성이 있어야 한다. 이에 따라, 전도성 반도체 기판이 적용되는 경우, 전도성을 향상시키기 위하여 기판에 도펀트가 첨가된다. 그런데, 기판에 첨가된 도펀트는 방출되는 빛에 대한 흡수 및 산란(Absorption and Scattering) 현상을 발생시키므로 전력 변환 효율(PCE)을 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다.On the other hand, when the conventional semiconductor device provides power to the light emitting structure through the substrate, the substrate must be conductive. Accordingly, when a conductive semiconductor substrate is applied, a dopant is added to the substrate to improve conductivity. However, the dopant added to the substrate may cause absorption and scattering (absorption and scattering) of the emitted light, thereby causing a decrease in power conversion efficiency (PCE).
하지만, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 이상에서 설명된 바와 같이, 상기 기판(105)이 전도성 기판이 아니어도 되므로, 상기 기판(105)에 별도의 도펀트가 첨가되지 않아도 된다. 이에 따라, 실시 예에 따른 상기 기판(105)에 도펀트가 첨가되지 않아도 되므로, 상기 기판(105)에서 도펀트에 의한 흡수 및 산란이 발생되는 현상을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 발생된 빛을 하부 방향으로 효과적으로 제공할 수 있게 되며, 전력 변환 효율(PCE)이 향상될 수 있게 된다.However, according to the
또한, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 상기 제1 본딩패드(155)에 연결된 상기 제1 전극(150)과 상기 제2 본딩패드(165)에 의하여 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …) 사이에 전류 확산이 효율적으로 수행될 수 있게 된다. 이에 따라, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면 상기 복수의 발광구조물(P1, P2, …)에서 전류 밀집 없이 전류가 효율적으로 확산되어 광 추출 효율이 향상될 수 있게 된다.Further, according to the
한편, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 또 다른 예를 나타낸 도면이다. 이하에서 도 9를 참조하여 실시 예에 따른 반도체 소자의 다른 예를 설명함에 있어, 이상에서 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 반도체 소자의 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.On the other hand, Figure 9 is a view showing another example of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, another example of a semiconductor device according to an embodiment will be described with reference to FIG. 9, and descriptions of items overlapping with the contents of the semiconductor device described with reference to FIGS. 1 to 8 may be omitted.
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 실시 예에 따른 반도체 소자에 비하여 제1 본딩패드(155)의 제공 위치에 차이가 있다. 실시 예에 의하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1 본딩패드(155)가 제2 본딩패드(165)의 일 측면에만 배치될 수 있다. As shown in FIG. 9, the
도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 반도체 소자의 경우, 상기 제2 본딩패드(165)의 양 측면에 제1 본딩패드(155)가 제공되었다. 이에 따라, 제1 본딩패드(155)가 배치될 영역만큼 발광구조물이 형성되지 못하는 손실이 발생될 수 있다.In the case of the semiconductor device described with reference to FIGS. 1 and 2,
그러나, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1 본딩패드(155)가 상기 제2 본딩패드(165)의 일 측면에만 제공되므로, 기판 상부의 외곽 영역에 제1 본딩패드(155) 형성을 위한 공간이 축소될 수 있다. 이에 따라, 실시 예에 따른 반도체 소자(200)에 의하면, 반도체 소자가 형성되는 기판의 면적을 줄일 수 있으므로, 웨이퍼의 동일 면적 대비 제조될 수 있는 반도체 소자의 개수를 증가시킬 수 있다.However, according to the
이상에서 설명된 실시 예에 따른 반도체 소자는 서브마운트에 부착되어 반도체 소자 패키지 형태로 공급될 수 있다. 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지를 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하여 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명된 반도체 소자의 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.The semiconductor device according to the embodiment described above may be attached to the submount and supplied in the form of a semiconductor device package. 10 is a view showing a semiconductor device package according to an embodiment of the present invention. In describing a semiconductor device package according to an exemplary embodiment with reference to FIG. 10, descriptions of components overlapping with those of the semiconductor device described with reference to FIGS. 1 to 9 may be omitted.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지(400)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 서브마운트(300)와, 상기 서브마운트(300) 위에 배치된 반도체 소자(200)를 포함할 수 있다. The
상기 반도체 소자(200)는 제1 본딩패드(155)와 제2 본딩패드(165)를 포함할 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)는 상기 반도체 소자(200)의 제1 면(S1)에 배치될 수 있다. 또한, 상기 반도체 소자(200)는 상기 제1 면(S1)과 반대 방향에 배치된 제2 면(S2)를 포함할 수 있다.The
실시 예에 의하면, 상기 반도체 소자(200)는 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)를 통해 상기 서브마운트(300) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)는 상기 서브마운트(300)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 서브마운트(300)는 상기 반도체 소자(200)에 전원을 제공하는 회로기판을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
실시 예에 따른 반도체 소자(200)는 이상에서 설명된 바와 같이 상기 제2 면(S2)을 통하여 생성된 빛을 방출할 수 있다. 상기 반도체 소자(200)는 상기 제1 본딩패드(155)와 상기 제2 본딩패드(165)가 형성된 상기 제1 면(S1)의 반대 면인 상기 제2 면(S2)를 통해 외부로 빔을 제공할 수 있다.The
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지(400)에 의하면, 상기 서브마운트(300)를 통해 상기 반도체 소자(200)에 전원을 공급할 수 있다. 또한, 상기 반도체 소자 패키지(400)는 상기 서브마운트(300)를 통해 상기 반도체 소자(200)에서 발생된 열을 효과적으로 방열시킬 수 있다.According to the
실시 예에 의하면, 상기 서브마운트(300)는 상기 반도체 소자(200)와 전기적으로 연결되는 회로를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 서브마운트(300)는 실리콘(Si) 또는 질화 알루미늄(AlN)과 같은 물질을 기반으로 형성될 수 있다.According to an embodiment, the
한편, 이상에서 설명된 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지는 객체 검출, 3차원 움직임 인식, IR 조명 분야에 적용될 수 있다. 또한, 이상에서 설명된 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지는 자율 주행을 위한 LiDAR(Light Detection and Ranging), BSD(Blind Spot Detection), ADAS(Advanced Driver Assistance System) 분야에도 적용될 수 있다. 또한, 이상에서 설명된 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지는 HMI(Human Machine Interface) 분야에도 적용될 수 있다.Meanwhile, the semiconductor device and the semiconductor device package described above can be applied to object detection, 3D motion recognition, and IR illumination. In addition, the semiconductor device and the semiconductor device package described above can be applied to the fields of Light Detection and Ranging (LiDAR) for autonomous driving, blind spot detection (BSD), and Advanced Driver Assistance System (ADAS). In addition, the semiconductor device and the semiconductor device package described above can be applied to the field of HMI (Human Machine Interface).
실시 예에 따른 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지는, 객체 검출(Object Detection) 장치에 대한 예로서 근접 센서, 자동 초점 장치 등에 적용될 수 있다. 예컨대, 실시 예에 따른 객체 검출 장치는 빛을 발광하는 발광부와 빛을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다. 상기 발광부의 예로서 도 10을 참조하여 설명된 반도체 소자 패키지가 적용될 수 있다. 상기 수광부의 예로서 포토 다이오드가 적용될 수 있다. 상기 수광부는 상기 발광부에서 방출된 빛이 객체(Object)에서 반사되는 빛을 입사 받을 수 있다.The semiconductor device and the semiconductor device package according to the embodiment may be applied to a proximity sensor, an autofocus device, etc., as an example of an object detection device. For example, the object detection apparatus according to the embodiment may include a light emitting unit that emits light and a light receiving unit that receives light. As an example of the light emitting unit, a semiconductor device package described with reference to FIG. 10 may be applied. A photodiode may be applied as an example of the light receiving unit. The light receiving unit may receive light reflected from the light emitting unit, which is reflected by an object.
또한, 자동 초점 장치는 이동 단말기, 카메라, 차량용 센서, 광 통신용 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치는 피사체의 위치를 검출하는 멀티 위치 검출을 위한 다양한 분야에 적용될 수 있다.Further, the autofocus device may be variously applied to a mobile terminal, a camera, a vehicle sensor, an optical communication device, and the like. The autofocus device may be applied to various fields for multi-position detection to detect the position of the subject.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지를 포함하는 자동 초점 장치가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.11 is a perspective view of a mobile terminal to which an autofocus device including a semiconductor device package according to an embodiment of the present invention is applied.
도 11에 도시된 바와 같이, 실시 예의 이동 단말기(1500)는 후면에 제공된 카메라 모듈(1520), 플래쉬 모듈(1530), 자동 초점 장치(1510)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 자동 초점 장치(1510)는 발광부로서 도 10을 참조하여 설명된 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지를 포함할 수 있다.11, the
상기 플래쉬 모듈(1530)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(1530)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다. 상기 카메라 모듈(1520)은 이미지 촬영 기능 및 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 카메라 모듈(1520)은 이미지를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다.The
상기 자동 초점 장치(1510)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(1510)는 상기 카메라 모듈(1520)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(1510)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.The
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, features, structures, effects, and the like exemplified in each embodiment may be combined or modified for other embodiments by a person having ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the embodiments.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시 예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 특허청구범위에서 설정하는 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the foregoing description has been mainly focused on the embodiments, these are merely examples, and are not intended to limit the embodiments, and those of ordinary skill in the field to which the embodiments belong do not exemplify the above without departing from the essential characteristics of the present embodiment. You will see that it is possible to modify and apply branches. For example, each component specifically shown in the embodiment can be implemented by modification. And the differences related to these modifications and applications should be interpreted as being included in the scope of the embodiments set in the appended claims.
P1, P2 발광구조물
105 기판
110a 제1 DBR층
110b 제3 DBR층
113 제1 도전형 DBR층
115a 제1 활성층
115b 제2 활성층
116 활성층
117a 제1 애퍼쳐층
117b 제2 애퍼쳐층
118 애퍼쳐층
119 제2 도전형 DBR층
120a 제2 DBR층
120b 제4 DBR층
130a, 130b 발광 애퍼쳐
140 절연층
150 제1 전극
153 패드전극
155 제1 본딩패드
160 제2 전극
165 제2 본딩패드
200 반도체 소자
300 서브마운트
400 반도체 소자 패키지P1, P2 light emitting structure
105 substrate
110a 1st DBR layer
110b 3rd DBR layer
113 1st conductive DBR layer
115a first active layer
115b 2nd active layer
116 active layer
117a First aperture layer
117b 2nd aperture layer
118 aperture layer
119 2nd conductive DBR layer
120a 2nd DBR layer
120b 4th DBR layer
130a, 130b emission aperture
140 insulation layer
150 first electrode
153 pad electrode
155 First bonding pad
160 second electrode
165 2nd bonding pad
200 semiconductor devices
300 submount
400 semiconductor device package
Claims (13)
제1 도전형의 제3 DBR층, 상기 제3 DBR층 위에 배치된 제2 활성층, 상기 제2 활성층 위에 배치된 제2 도전형의 제4 DBR층을 포함하는 제2 발광구조물; 및
상기 제2 DBR층 및 상기 제4 DBR층과 이격되어 배치되고, 제1 도전형 DBR층과 상기 제1 도전형 DBR층 위에 배치된 제2 도전형 DBR층을 포함하고, 빛을 생성하지 않는 더미 구조물;
을 포함하고,
상기 더미 구조물은 상기 제1 도전형 DBR층과 상기 제2 도전형 DBR층 사이에 배치된 애퍼쳐층을 포함하고,
상기 제1 DBR층, 상기 제3 DBR층, 상기 제1 도전형 DBR층이 일체로 연결되어 배치되고,
상기 제1 DBR층, 상기 제3 DBR층, 상기 제1 도전형 DBR층과 전기적으로 연결된 제1 전극을 포함하고,
상기 제2 DBR층, 상기 제4 DBR층과 전기적으로 연결된 제2 전극을 포함하고,
상기 제2 전극은 상기 더미 구조물의 상기 제2 도전형 DBR층과 전기적으로 절연된 반도체 소자.A first light emitting structure including a first DBR layer of a first conductivity type, a first active layer disposed on the first DBR layer, and a second DBR layer of a second conductivity type disposed on the first active layer;
A second light emitting structure including a third DBR layer of a first conductivity type, a second active layer disposed on the third DBR layer, and a fourth DBR layer of second conductivity type disposed on the second active layer; And
A dummy including a first conductive type DBR layer and a second conductive type DBR layer disposed on the first conductive type DBR layer and spaced apart from the second DBR layer and the fourth DBR layer, and not generating light structure;
Including,
The dummy structure includes an aperture layer disposed between the first conductivity type DBR layer and the second conductivity type DBR layer,
The first DBR layer, the third DBR layer, and the first conductivity type DBR layer are integrally connected and disposed,
And a first electrode electrically connected to the first DBR layer, the third DBR layer, and the first conductivity type DBR layer,
And a second electrode electrically connected to the second DBR layer and the fourth DBR layer,
The second electrode is a semiconductor device electrically insulated from the second conductivity type DBR layer of the dummy structure.
제1 본딩패드가 더 형성되고,
상기 제1 본딩패드는 상기 더미 구조물의 상기 제1 도전형 DBR층과 전기적으로 연결되며,
상기 제1 본딩패드는 상기 제2 DBR층 및 상기 제4 DBR층과 이격되어 배치되는 반도체 소자.According to claim 1,
The first bonding pad is further formed,
The first bonding pad is electrically connected to the first conductive type DBR layer of the dummy structure,
The first bonding pad is a semiconductor device spaced apart from the second DBR layer and the fourth DBR layer.
제2 본딩패드가 더 형성되고,
상기 제2 본딩패드는 상기 제2 DBR층 및 상기 제4 DBR층과 전기적으로 연결되며,
상기 제2 본딩패드는 상기 제1 본딩패드와 이격되어 배치되는 반도체 소자.According to claim 4,
The second bonding pad is further formed,
The second bonding pad is electrically connected to the second DBR layer and the fourth DBR layer,
The second bonding pad is a semiconductor device spaced apart from the first bonding pad.
상기 제1 발광구조물, 상기 제2 발광구조물, 상기 더미 구조물 각각의 사이에 배치된 절연층을 포함하는 반도체 소자.According to claim 1,
A semiconductor device including an insulating layer disposed between each of the first light emitting structure, the second light emitting structure, and the dummy structure.
상기 제2 DBR층, 상기 제4 DBR층, 상기 제2 도전형 DBR층 각각의 사이에 배치된 절연층을 포함하는 반도체 소자.According to claim 1,
A semiconductor device including an insulating layer disposed between each of the second DBR layer, the fourth DBR layer, and the second conductivity type DBR layer.
상기 제1 DBR층, 상기 제3 DBR층, 상기 제1 도전형 DBR층은, 상기 제1 및 제2 발광구조물로부터 방출되는 빛의 광축에 수직한 방향에서 서로 중첩되어 배치된 반도체 소자.According to claim 1,
The first DBR layer, the third DBR layer, and the first conductivity type DBR layer are semiconductor devices arranged to overlap each other in a direction perpendicular to an optical axis of light emitted from the first and second light emitting structures.
상기 제1 DBR층, 상기 제3 DBR층, 상기 제1 도전형 DBR층은, 상기 제1 및 제2 발광구조물로부터 방출되는 빛의 광축에 수직한 방향에서 서로 물리적으로 연결된 반도체 소자.According to claim 1,
The first DBR layer, the third DBR layer, and the first conductivity type DBR layer are semiconductor devices physically connected to each other in a direction perpendicular to an optical axis of light emitted from the first and second light emitting structures.
상기 제1 및 제2 발광구조물로부터 방출되는 빛의 광축 방향에서 보았을 때, 상기 제1 영역의 둘레의 제2 영역에 상기 제1 및 제2 발광구조물과 이격되어 배치되고, 상기 제1 영역을 감싸도록 배치되며 빛을 생성하지 않는 더미 구조물;
을 포함하고,
상기 제1 발광구조물은 제1 도전형의 제1 DBR층, 제2 도전형의 제2 DBR층, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치된 제1 활성층을 포함하고,
상기 제2 발광구조물은 제1 도전형의 제3 DBR층, 제2 도전형의 제4 DBR층, 상기 제3 DBR층과 상기 제4 DBR층 사이에 배치된 제2 활성층을 포함하고,
상기 더미 구조물은 제1 도전형 DBR층과 제2 도전형 DBR층을 포함하고,
상기 더미 구조물은 상기 제1 도전형 DBR층과 상기 제2 도전형 DBR층 사이에 배치된 애퍼쳐층을 포함하고,
상기 제1 DBR층, 상기 제3 DBR층, 상기 제1 도전형 DBR층은, 상기 광축에 수직한 방향에서 서로 중첩되어 배치되고 일체로 연결되며,
상기 제1 DBR층, 상기 제3 DBR층, 상기 제1 도전형 DBR층과 전기적으로 연결된 제1 전극을 포함하고,
상기 제2 DBR층, 상기 제4 DBR층과 전기적으로 연결된 제2 전극을 포함하고,
상기 제2 전극은 상기 더미 구조물의 상기 제2 도전형 DBR층과 전기적으로 절연된 반도체 소자. First and second light emitting structures disposed in the first region; And
When viewed in the direction of the optical axis of the light emitted from the first and second light emitting structures, the first and second light emitting structures are spaced apart from the second area around the first area, and surround the first area A dummy structure that is arranged so as not to generate light;
Including,
The first light emitting structure includes a first DBR layer of a first conductivity type, a second DBR layer of a second conductivity type, and a first active layer disposed between the first DBR layer and the second DBR layer,
The second light emitting structure includes a third DBR layer of a first conductivity type, a fourth DBR layer of a second conductivity type, and a second active layer disposed between the third DBR layer and the fourth DBR layer,
The dummy structure includes a first conductivity type DBR layer and a second conductivity type DBR layer,
The dummy structure includes an aperture layer disposed between the first conductivity type DBR layer and the second conductivity type DBR layer,
The first DBR layer, the third DBR layer, and the first conductivity type DBR layer are disposed to overlap each other and are integrally connected in a direction perpendicular to the optical axis,
And a first electrode electrically connected to the first DBR layer, the third DBR layer, and the first conductivity type DBR layer,
And a second electrode electrically connected to the second DBR layer and the fourth DBR layer,
The second electrode is a semiconductor device electrically insulated from the second conductivity type DBR layer of the dummy structure.
상기 더미 구조물의 상기 제1 도전형 DBR층과 전기적으로 연결되며, 상기 광축 방향에서 상기 제2 영역에 중첩되어 배치된 제1 본딩패드;
상기 제2 DBR층 및 상기 제4 DBR층과 전기적으로 연결되며, 상기 광축 방향에서 상기 제1 영역에 중첩되어 배치된 제2 본딩패드;
를 포함하는 반도체 소자.The method of claim 10,
A first bonding pad electrically connected to the first conductive DBR layer of the dummy structure and disposed to overlap the second region in the optical axis direction;
A second bonding pad electrically connected to the second DBR layer and the fourth DBR layer, the second bonding pad being superposed on the first region in the optical axis direction;
A semiconductor device comprising a.
상기 제1 또는 제2 발광구조물의 측면과 상기 더미 구조물의 측면은 서로 마주 보는 반도체 소자.According to claim 1,
A side surface of the first or second light emitting structure and a side surface of the dummy structure face each other.
상기 제1 또는 제2 발광구조물의 측면과 상기 더미 구조물의 측면은 서로 마주 보는 반도체 소자.The method of claim 10,
A side surface of the first or second light emitting structure and a side surface of the dummy structure face each other.
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Legal Events
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| A107 | Divisional application of patent | ||
| A201 | Request for examination | ||
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| PA0107 | Divisional application |
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| PA0201 | Request for examination |
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| PA0302 | Request for accelerated examination |
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| D14-X000 | Search report completed |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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| P13-X000 | Application amended |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
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| E13-X000 | Pre-grant limitation requested |
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| P11-X000 | Amendment of application requested |
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| P13-X000 | Application amended |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
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| PR0701 | Registration of establishment |
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| PR1002 | Payment of registration fee |
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| PG1601 | Publication of registration |
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| PR1001 | Payment of annual fee |
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| P22-X000 | Classification modified |
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| PR1001 | Payment of annual fee |
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