WO2016032193A1 - Light emitting diode and method for manufacturing same - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a light emitting device having improved electrical conductivity and reliability and a method for manufacturing the same.
- a light emitting diode is a device that makes a small number of carriers (electrons or holes) injected by using a pn junction structure of a semiconductor and emits a predetermined light by recombination thereof.
- GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN Various colors can be realized by configuring a light emitting source by changing a compound semiconductor material such as AlGaInP.
- Such a light emitting diode has a smaller power consumption and a longer life than conventional light bulbs or fluorescent lamps, can be installed in a narrow space, and exhibits strong vibration resistance.
- the light emitting diode is used as a display element and a backlight, and has excellent characteristics in terms of power consumption reduction and durability, applications have recently been extended to general lighting, large LCD-TV backlights, automotive headlights, and general lighting.
- a light emitting diode is manufactured by sequentially forming an n-type semiconductor layer, an active layer, a p-type semiconductor layer, and a reflective layer on a predetermined substrate.
- the light emitting diode structure uses silver (Ag), silver oxide (Ag 2 O), or aluminum (Al) having high reflection efficiency as a material of the reflective layer, and these metals are difficult to form ohmic contacts, and thus, device operation is unstable. In operation, there is a problem that the device life is shortened by causing heat generation due to high driving voltage. Accordingly, many studies have been conducted on ohmic contact layers having low specific contact resistance and high reflectance.
- an object of the present invention is to provide a light emitting device having improved electrical conductivity and reliability.
- Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a light emitting device having improved electrical conductivity and reliability.
- a light emitting device includes: an n-type semiconductor layer formed on a substrate; A p-type semiconductor layer formed on a portion of the n-type semiconductor layer; An active layer formed between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer to generate light through recombination of electrons and holes; An ohmic contact layer formed on the p-type semiconductor layer and including an indium tin oxide (ITO) layer doped with a metal; A transparent conductor layer formed on the ohmic contact layer to a different thickness from the ohmic contact layer and including an undoped ITO layer; And a reflective layer formed on the transparent conductor layer and including an oxide layer.
- ITO indium tin oxide
- the ohmic contact layer silver (Ag), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), cadmium (Cd), gallium (Ga), aluminum (Al), magnesium ( Mg), titanium (Ti), molybdenum (Mo), nickel (Ni), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium (Ru), and palladium ( May be doped with at least one metal of Pd).
- the transparent conductor layer may be an ITO layer relatively thicker than the ohmic contact layer.
- the reflective layer may be formed of a non-conductive material.
- the reflective layer is silver (Ag), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), cadmium (Cd), gallium (Ga), aluminum (Al), magnesium (Mg) , Titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), nickel (Ni), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium (Ru) And palladium (Pd) at least one conductive material.
- the reflective layer may form a distributed Bragg reflector (DBR).
- DBR distributed Bragg reflector
- the distribution Bragg reflector may include a first oxide layer including silicon oxide (SiO x ); And a second oxide layer including titanium oxide (TiO x ).
- the reflective layer may further include a dielectric film formed on the ohmic contact layer.
- the reflective layer may be formed of a plurality of oxide layers having different refractive indices.
- the reflective layer In an embodiment of the invention, the reflective layer, the first oxide layer; And a second oxide layer having a refractive index different from that of the first oxide layer.
- a light emitting device in another embodiment, includes a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer positioned on the first conductive semiconductor layer, and the first and second conductive semiconductor layers.
- a light emitting structure including an active layer interposed therebetween and at least one hole penetrating the second conductive semiconductor layer and the active layer to expose the first conductive semiconductor layer;
- a current spreading layer disposed on the second conductive semiconductor layer, ohmic contacting the second conductive semiconductor layer, and including a lower current spreading layer and an upper current spreading layer on the lower current spreading layer;
- An insulating layer covering the light emitting structure and the current spreading layer and including openings partially exposing the first and second electrodes; And a first pad and a second pad on the insulating layer and electrically connected to the first and second electrodes, respectively, wherein the upper current spreading layer and the lower current spreading layer
- the light emitting device may further include a current blocking layer positioned below the current spreading layer, and the current blocking layer may be positioned below the second electrode in correspondence with the position of the second electrode. .
- the upper current spreading layer may have a lower electrical conductivity than the lower current spreading layer.
- the first electrode may include a first ohmic contact electrode disposed under the first pad and in ohmic contact with the first conductive semiconductor layer through the first hole; And an extension electrode extending from the main electrode and extending from the main electrode to a lower portion of the region between the first pad and the second pad, through the second hole. And a second ohmic contact electrode in ohmic contact with the first conductive semiconductor layer.
- An extension electrode of the second ohmic contact electrode may further extend to a lower portion of the second pad.
- An extension electrode of the second ohmic contact electrode may be covered by the insulating layer.
- the second electrode may include a first connection electrode positioned below the second pad; And a second connection electrode including a main electrode positioned below the second pad, and an extension electrode extending from the main electrode and extending to a lower portion of a region between the first pad and the second pad. .
- the extension electrode of the second connection electrode may further extend to the bottom of the first pad.
- the lower insulating layer may have a thicker thickness than the upper insulating layer, and the upper insulating layer may include a distributed Bragg reflector.
- the current spreading layer may include a conductive oxide doped with a metallic dopant.
- the current spreading layer may include a transparent conductive oxide doped with at least one of Ga, Al, and In.
- the upper current spreading layer and the lower current spreading layer may have different refractive indices.
- the upper insulating layer may include two or more distributed Bragg reflectors having different reflecting wavelength bands.
- the p-type ohmic contact layer is formed of ITO, it is possible to improve the efficiency of the light emitting device by improving ohmic contact characteristics and improving transmittance.
- ITO can be deposited thin during the process, thereby stabilizing the manufacturing process of the light emitting device.
- the ITO may be doped with a metal such as silver (Ag) to improve electrical conductivity, improve current dispersion, and improve driving voltage characteristics.
- the ohmic contact layer may be formed to a minimum thickness, thereby improving current spreading and light transmission.
- the reflective layer is formed of a distributed Bragg reflector (DBR) using two or more oxide layers having a large difference in refractive index
- the reflective layer may be designed to reflect at all wavelengths of light, thereby improving reflectivity. Accordingly, it is possible to provide a light emitting device having improved reliability.
- DBR distributed Bragg reflector
- a light emitting device having electrodes including extending portions extending into a region between the first and second pads by providing a light emitting device having electrodes including extending portions extending into a region between the first and second pads, a light emitting device having improved current dispersion efficiency can be provided.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
- 3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to the present invention.
- FIGS. 4 and 5 are plan views illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
- 6 to 9 are cross-sectional views for describing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
- 10 to 17 are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 18 is an exploded perspective view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a lighting device.
- 19 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
- FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
- 21 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a head lamp.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
- the ohmic contact layer 60 formed on the p-type semiconductor layer 50 is formed of indium tin oxide (ITO) doped with a metal such as silver (Ag) to improve ohmic contact characteristics. Improve the transmittance, stabilize the device fabrication process and enable thin deposition.
- ITO doped with a metal such as silver (Ag) improves current dispersion and improves driving voltage characteristics, it is possible to provide stable reliability of the light emitting device 1 and extend the life of the device.
- the undoped transparent conductor layer 65 on the ohmic contact layer 60 the ohmic contact layer 60 may be formed to a minimum thickness, thereby improving current spreading and light transmission.
- the reflective layer 70 is formed of a distributed Bragg reflector (DBR) using a plurality of oxide layers having a large refractive index difference, and is designed to reflect at the full wavelength of light (400 to 700 nm). Accordingly, the reflectivity of the reflective layer 70 can be improved, and the light efficiency of the light emitting element 1 can be improved.
- DBR distributed Bragg reflector
- the light emitting device 1 includes an n-type semiconductor layer 30, an active layer 40, a p-type semiconductor layer 50, and an ohmic contact layer sequentially formed on a substrate 10. 60, a transparent conductor layer 65 and a reflective layer 70.
- the light emitting device 1 may further include electrodes 80 and 90 and a sub-mount substrate that is flip chip bonded to the substrate 10.
- the substrate 10 refers to a conventional wafer for fabricating the light emitting device 1, and is a transparent substrate such as sapphire (Al 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), or lithium-alumina (LiAl 2 O 3 ). Can be used.
- the substrate 10 may use a sapphire substrate, and the substrate 10 may be finally removed.
- the electrodes 80 and 90 may be formed on the n-type semiconductor layer 30 or the conductive substrate from which the substrate 10 is removed.
- a buffer layer 20 including aluminum nitride (AlN) or gallium nitride (GaN) is further formed to reduce lattice mismatch with the sapphire substrate. You may.
- the n-type semiconductor layer 30 may be formed of gallium nitride (GaN) implanted with n-type impurities as the electron generation layer.
- the n-type semiconductor layer 30 may be formed of a material layer having various semiconductor properties.
- an n-type semiconductor layer 30 including n-type Al x Ga 1 - x N (0 ⁇ x ⁇ 1 ) is formed.
- the p-type semiconductor layer 50 may be a layer in which holes are formed, and may use gallium nitride (GaN) implanted with p-type impurities, but is not limited thereto and may be formed of a material layer having various semiconductor properties.
- GaN gallium nitride
- a p-type semiconductor layer 50 including p-type Al x Ga 1 - x N (0 ⁇ x ⁇ 1 ) is formed.
- indium gallium nitrogen may be used as the n-type semiconductor layer 30 and the p-type semiconductor layer 50.
- the n-type semiconductor layer 30 and the p-type semiconductor layer 50 may be formed in a different position, each layer may be formed in multiple layers, additional layers may be formed.
- the active layer 40 has a predetermined band gap and is a region where quantum wells are made to recombine electrons and holes to generate light.
- the active layer 40 may include indium gallium nitrogen (InGaN). Since the emission wavelength generated by the combination of electrons and holes is changed according to the type of material constituting the active layer 40, the semiconductor material included in the active layer 40 may be adjusted according to the target wavelength.
- the active layer 40 may be configured in various ways such as a single layer, a multi quantum well (MQW), a multi quantum dot / wire, or a layer in which quantum dots / lines and wells are mixed. Can be.
- MQW multi quantum well
- wire a layer in which quantum dots / lines and wells are mixed.
- the layer in which the n-type semiconductor layer 30, the active layer 40, and the p-type semiconductor layer 50 are stacked may be referred to as a light emitting layer.
- the electrodes 80 and 90 include an n-type electrode 80 for supplying electrons to the n-type semiconductor layer 30 and a p-type electrode 90 for supplying holes to the p-type semiconductor layer 50.
- a contact 95 for electrical connection may be formed between the p-type semiconductor layer 50 and the p-type electrode 90.
- the electrodes 80 and 90 are described as being deposited lower than the package. In this case, a separate bump or solder may be used to combine with the package (sub mount substrate). Alternatively, however, the electrodes 80 and 90 may be formed of metal bumps having a height coupled with the package.
- the p-type electrode 90 of the reflective layer 70 on the p-type semiconductor layer 50 in terms of helping to reflect light from the active layer 40 to the substrate 10 side or the n-type semiconductor layer 30 side. It is preferable that it is a conductive reflecting film which covers all or almost all. In this case, a metal having high reflectance such as aluminum (Al) or gold (Ag) may be used.
- Ni nickel (Ni) / gold (Au), silver (Ag) / gold (Au), titanium (Ti) / gold (Au), nickel (Ni) / gold (Au), palladium (Pd) / gold (Au ), Or a layer structure in which chromium (Cr) / gold (Au) and the like are sequentially stacked.
- the ohmic contact layer 60 is formed of indium tin oxide (ITO) doped with a metal to reduce contact resistance of the p-type semiconductor layer 50.
- Metals doped in the ohmic contact layer 60 may include silver (Ag), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), cadmium (Cd), gallium (Ga), aluminum (Al), and magnesium (Mg). ), Titanium (Ti), molybdenum (Mo), nickel (Ni), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium (Ru), and palladium (Pd) It may be at least one of).
- the ohmic contact layer 60 may be formed to a thickness of about 10 to 1000 ⁇ .
- the doping range of the metal in the ohmic contact layer 60 may be about 0.01% to about 40%, preferably about 0.01% to about 20%.
- the reflective layer 70 is formed on the ohmic contact layer 60 formed of indium tin oxide (ITO) doped with metal
- ITO indium tin oxide
- the ITO is easily deposited to a thin thickness, thereby improving ohmic characteristics and increasing transmittance.
- ITO has a lower current spreading-resistance during a high output operation than metals, ITO can increase the light output to increase the efficiency of the light emitting device 1.
- the metal may be doped with ITO to improve electrical conductivity, improve current dispersion, and improve driving characteristics.
- the transparent conductor layer 65 is formed of an undoped ITO layer on the ohmic contact layer 60.
- the transparent conductor layer 65 may have a thickness different from that of the ohmic contact layer 60 and may be relatively thicker than the thickness of the ohmic contact layer 60.
- an undoped transparent conductor layer 65 is formed on the ohmic contact layer 60 formed of the metal doped ITO, and the current spreading is formed while forming the ohmic contact layer 60 to a minimum thickness. Improvement and light transmission can be improved.
- the reflective layer 70 reflects the light from the ohmic contact layer 60 and the transparent conductor layer 65 toward the substrate 10 or the n-type semiconductor layer 30 from which the substrate 10 has been removed. Formed on layer 65.
- the reflective layer 70 may be formed on a portion of the n-type semiconductor layer 30 and the electrode 80 that are etched and exposed. However, the reflective layer 70 does not necessarily cover all regions on the semiconductor layers 30 and 50 opposite to the substrate 10.
- an oxide layer is used as a material of the reflective layer 70 instead of a conventional metal layer. Accordingly, the adhesive force between the ohmic contact layer 60 and the transparent conductor layer 65 is strengthened as compared with the related art, thereby ensuring stable driving reliability when the light emitting device 1 operates. In addition, since a separate metal layer is not required, improvement in luminous efficiency can be expected by preventing absorption of light.
- the reflective layer 70 may be formed of a plurality of oxide layers having different refractive indices.
- the reflective layer 70 may be formed of a first oxide layer and a second oxide layer having a refractive index different from that of the first oxide layer.
- the oxide layer may be a nonconductive or conductive material.
- the reflective layer 70 is formed of a conductive material, silver (Ag), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), cadmium (Cd), gallium (Ga), aluminum (Al), magnesium ( Mg), titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), nickel (Ni), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium ( Metals such as Ru) and palladium (Pd).
- the reflective layer 70 functions as a reflective film, but is preferably made of a light-transmissive material to prevent absorption of light.
- a light-transmissive material for example, silicon oxide (SiO x ), titanium oxide (TiO x ), and tantalum oxide (Ta 2 O 5). It may be composed of an oxide such as).
- the reflective layer 70 is made of silicon oxide (SiO x )
- the reflective layer 70 has a lower refractive index than that of the p-type semiconductor layer 50 (eg, GaN)
- the light having a critical angle or more is partially directed toward the light emitting layer 30, 40, 50. It can be reflected.
- the reflective layer 70 is made of a distributed Bragg reflector (DBR), it is possible to increase the light efficiency by reflecting a greater amount of light toward the light emitting layer (30, 40, 50).
- DBR distributed Bragg reflector
- the reflective layer 70 may be formed of a plurality of oxide layers having different refractive indices to reflect the light at all wavelengths (400 to 700 nm) of light.
- the distribution Bragg reflector DBR may include a first oxide layer including silicon oxide (SiO 2 ) and a second oxide layer including titanium oxide (TiO 2 ).
- the p-type ohmic contact layer is formed of ITO, the ohmic contact property is improved, the transmittance is improved, and the device fabrication process is stabilized to enable thin deposition.
- the ITO may be doped with a metal such as silver (Ag) to improve electrical conductivity, and the ITO may improve current distribution and drive voltage characteristics.
- the reflective layer may be configured to reflect light at all wavelengths (400 to 700 nm) by using a distributed Bragg reflector (DBR) using two or more oxides having a large refractive index difference, thereby improving reflectivity while replacing the conventional metal reflective layer. .
- DBR distributed Bragg reflector
- FIG. 2 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
- the light emitting element 3 has a configuration substantially the same as the light emitting element 1 of FIG. 1 except for the reflective layer. Therefore, the same components as those of the light emitting element 1 of FIG. 1 are given the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted.
- the reflective layers 70a and 70b of the light emitting element 3 may have a dual structure of a distribution Bragg reflector 70a and a dielectric film 70b having a lower refractive index than the p-type semiconductor layer 50. have.
- the dielectric film 70b having a predetermined thickness Prior to the deposition of the distributed Bragg reflector 70a, which requires precision, the dielectric film 70b having a predetermined thickness is formed so that the heterogeneous and heterogeneous deposits 50 on the light emitting layers 30, 40, and 50 are formed. Despite the 60, 80, and 90, it is possible to stably manufacture the distributed Bragg reflector 70a, and may also help to reflect light.
- the material of the dielectric film 70b may use silicon oxide (SiO 2 ), and may have a thickness of about 0.2 ⁇ m to 1.0 ⁇ m.
- each layer when composed of a combination of titanium oxide (TiO 2 ) / silicon oxide (SiO 2 ), each layer is designed to have an optical thickness of 1/4 of a given wavelength and the number of combinations May be formed in 4 to 20 pairs. Too thin a thickness can cause an increase in operating voltage.
- the p-type ohmic contact layer is formed of ITO, the ohmic contact property is improved, the transmittance is improved, and the device fabrication process is stabilized to enable thin deposition.
- a dielectric film under the distribution Bragg reflector a more stable manufacturing process may be performed, and the reliability of the product may be improved even after manufacturing the light emitting device.
- the present invention can be applied to not only flip chip type light emitting devices as shown in FIGS. 1 and 2 but also other modified flip chip types.
- the present invention is not limited to the flip chip type, and may be applied to any type of light emitting device such as a top-emitting light emitting diode (TELED) type and a vertical LED (VLED).
- TELED top-emitting light emitting diode
- VLED vertical LED
- 3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to the present invention.
- This embodiment provides a light emitting device that can be used for lighting and can be driven by an AC power source by reducing the size of the device by driving a plurality of light emitting cells in series, parallel or series-parallel at the wafer level, and driving at an appropriate voltage and current. do.
- a light emitting layer that is, an n-type semiconductor layer 30, an active layer 40, and a p-type semiconductor layer 50 are sequentially formed on the substrate 10.
- the substrate 10 refers to a conventional wafer for fabricating a light emitting device, and may use a transparent substrate such as sapphire (Al 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), or lithium-alumina (LiAl 2 O 3 ). have.
- the substrate 10 may use a sapphire substrate, and the substrate 10 may be finally removed.
- a buffer layer (not shown) including AlN or GaN may be further formed to reduce the lattice mismatch with the sapphire substrate before the n-type semiconductor layer 30 is formed on the substrate 10. have.
- the n-type semiconductor layer 30 may be formed of gallium nitride (GaN) implanted with n-type impurities as the electron generation layer.
- the n-type semiconductor layer 30 may be formed of a material layer having various semiconductor properties.
- an n-type semiconductor layer 30 including n-type Al x Ga 1 - x N (0 ⁇ x ⁇ 1 ) is formed.
- the p-type semiconductor layer 50 may be a layer in which holes are formed, and may use gallium nitride (GaN) implanted with p-type impurities, but is not limited thereto and may be formed of a material layer having various semiconductor properties.
- GaN gallium nitride
- a p-type semiconductor layer 50 including p-type Al x Ga 1 - x N (0 ⁇ x ⁇ 1 ) is formed.
- indium gallium nitrogen may be used as the n-type semiconductor layer 30 and the p-type semiconductor layer 50.
- the n-type semiconductor layer 30 and the p-type semiconductor layer 50 may be formed by changing positions, each layer may be formed in a multi-layer, additional layers may be formed.
- the active layer 40 has a predetermined band gap and is a region where quantum wells are made to recombine electrons and holes to generate light.
- the active layer 40 may include indium gallium nitrogen (InGaN). According to the type of material constituting the active layer 40, the emission wavelength generated by the combination of electrons and holes is changed. Therefore, the semiconductor material included in the active layer 40 can be adjusted according to the target wavelength.
- the above-described material layers may include metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma chemical vapor deposition (PCVD), molecular beam growth (MBE), and molecular beam growth (MBE). It can be formed through a variety of deposition and growth methods, including Beam Epitaxy), Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE).
- MOCVD metal organic chemical vapor deposition
- CVD chemical vapor deposition
- PCVD plasma chemical vapor deposition
- MBE molecular beam growth
- MBE molecular beam growth
- MBE molecular beam growth
- portions of the p-type semiconductor layer 50, the active layer 40, and the n-type semiconductor layer 30 are removed to separate the light emitting cells.
- a predetermined mask pattern is formed on the p-type semiconductor layer 50, and then the p-type semiconductor layer 50, the active layer 40, and the n-type semiconductor layer 30 in the region exposed by the mask pattern are removed. Etching may electrically separate the plurality of light emitting cells.
- a portion of the n-type semiconductor layer 30 is exposed by removing a portion of the p-type semiconductor layer 50 and the active layer 40 through a predetermined etching process.
- a predetermined etching mask pattern is formed on the p-type semiconductor layer 50, and then, a dry / wet etching process is performed to remove the n-type semiconductor layer by removing the p-type semiconductor layer 50 and the active layer 40. Expose (30).
- n-type semiconductor layer 30 is exposed by removing a portion of the p-type semiconductor layer 50 and the active layer 40 through a predetermined etching process, and a plurality of light emitting cells are disposed on the substrate 10.
- the predetermined region of the n-type semiconductor layer 30 exposed to form may be removed to expose the substrate 10.
- the ohmic contact layer 60 and the dopant are not doped with indium tin oxide (ITO) doped with metal to reduce contact resistance of the p-type semiconductor layer 50 on the p-type semiconductor layer 50.
- the transparent conductor layer 65 is formed of ITO.
- ITO Indium tin oxide
- ITO is first deposited on the p-type semiconductor layer 50 to form the ohmic contact layer 60.
- ITO may be processed into a spattering target to obtain a transparent conductive film, a transparent conductive film may be obtained by dissolving and spraying ITO, or depositing a substrate in a solution.
- a transparent conductive film coated with ITO may be attached to a film such as polyethylene, and various processes may be applied as necessary.
- ITO may be formed to a thickness of about 10-1000 kPa.
- the metal is doped.
- the metal is silver (Ag), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), cadmium (Cd), gallium (Ga), aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti), molybdenum ( Mo, nickel (Ni), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium (Ru) and palladium (Pd).
- the doping range of the metal may be about 0.01% to about 40%, preferably about 0.01% to about 20%.
- the transparent conductor layer 65 is formed by forming ITO, which is the same material as the ohmic contact layer 60, on the formed ohmic contact layer 60. However, the transparent conductor layer 65 is formed of undoped ITO. The transparent conductor layer 65 may be deposited to have a thickness different from that of the ohmic contact layer 60, and may be deposited relatively thicker than the thickness of the ohmic contact layer 60.
- an undoped transparent conductor layer 65 is formed on the ohmic contact layer 60 formed of the metal doped ITO, and the current spreading is formed while forming the ohmic contact layer 60 to a minimum thickness. Improvement and light transmission can be improved.
- a reflective layer 70 for reflecting light is formed on the transparent conductor layer 65.
- an oxide layer is used instead of a conventional metal layer.
- the oxide layer may be a nonconductive or conductive material.
- the reflective layer 70 is formed of a conductive material, silver (Ag), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), cadmium (Cd), gallium (Ga), aluminum (Al), magnesium ( Mg), titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), nickel (Ni), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium ( Metals such as Ru) and palladium (Pd).
- the reflective layer 70 is formed on the ohmic contact layer 60 formed of indium tin oxide (ITO) doped with a metal such as silver (Ag) and the transparent conductor layer 65 formed of ITO.
- ITO indium tin oxide
- the ohmic contact layer 60 can be easily deposited to a thin thickness, thereby improving ohmic characteristics and increasing transmittance.
- the ohmic contact layer 60 may be doped with a metal such as silver (Ag) to improve electrical conductivity, improve current dispersion, and improve driving characteristics.
- the adhesion between the ohmic contact layer 60, the transparent conductor layer 65, and the reflective layer 70 is enhanced, compared to the related art, thereby ensuring stable driving reliability during operation of the light emitting device.
- improvement in luminous efficiency can be expected by preventing absorption of light.
- the reflective layer 70 may be formed of a plurality of oxide layers having different refractive indices.
- the reflective layer 70 may be formed of a first oxide layer and a second oxide layer having a refractive index different from that of the first oxide layer.
- the reflective layer 70 functions as a reflective film, but is preferably made of a light-transmissive material to prevent absorption of light.
- a light-transmissive material for example, silicon oxide (SiO x ), titanium oxide (TiO x ), and tantalum oxide (Ta 2 O 5). It may be composed of an oxide such as).
- the reflective layer 70 is made of silicon oxide (SiO x )
- the reflective layer 70 has a lower refractive index than that of the p-type semiconductor layer 50 (eg, GaN)
- the light having a critical angle or more is partially directed toward the light emitting layers 30, 40, and 50. It can be reflected.
- the reflective layer 70 is made of a distributed Bragg reflector (DBR), it is possible to increase the light efficiency by reflecting a greater amount of light toward the light emitting layer (30, 40, 50).
- DBR distributed Bragg reflector
- the reflective layer 70 may be formed of a plurality of oxide layers having different refractive indices to reflect at the full wavelength of light (400 to 700 nm).
- the distribution Bragg reflector DBR may include a first oxide layer including silicon oxide (SiO 2 ) and a second oxide layer including titanium oxide (TiO 2 ).
- the deposition temperature applied to form the reflective layer 70 is in the range of 20 degrees to 1500 degrees
- the pressure in the evaporator may be performed at atmospheric pressure to 10 to 12 torr (torr).
- annealing may be performed after the reflective layer 70 is formed.
- the heat treatment may be performed for 10 seconds to 3 hours in a vacuum or gas atmosphere at a temperature of 100 to 800 degrees in the reactor.
- At least one gas of nitrogen, argon, helium, oxygen, hydrogen, or air may be applied to the gas introduced into the reactor during the heat treatment.
- the reflective layer 70 reflects light from the active layer 40 to the substrate 10 side used for growth or to the n-type semiconductor layer 30 side when the substrate 10 is removed. ) Is formed on.
- the reflective layer 70 may be formed on a portion of the n-type semiconductor layer 30 and the electrode 80 which are etched and exposed.
- the reflective layer 70 does not necessarily cover all regions on the semiconductor layers 30 and 50 opposite to the substrate 10.
- the reflective layer may have a double structure of a dielectric film 70b having a refractive index lower than that of the distribution Bragg reflector 70a and the p-type semiconductor layer 50. have.
- the dielectric film 70b may be deposited with silicon oxide (SiO 2 ) at about 0.2 ⁇ m to 1.0 ⁇ m.
- the distribution Bragg reflector 70a can be formed by a combination of titanium oxide (TiO 2 ) / silicon oxide (SiO 2 ), each layer being designed to have an optical thickness of 1/4 of a given wavelength, and the combination The number of can be formed in 4 to 20 pairs.
- the n-type semiconductor layer 30 and the p-type semiconductor layer 50 between adjacent light emitting cells are connected through a predetermined wiring forming process. That is, the exposed n-type semiconductor layer 30 of one light emitting cell and the p-type semiconductor layer 50 of another light emitting cell adjacent thereto are connected to the wiring 85.
- the bridge process described above is also referred to as an air bridge process, by using a photo process between the chips to be connected to each other by using a photo process to form a photoresist pattern, and then forming a material such as metal on the first thin film by a method such as vacuum deposition, Again, a conductive material containing gold is applied to a predetermined thickness by a method such as electroplating, electroplating or metal deposition. Subsequently, when the photoresist pattern is removed with a solution such as a solvent, the lower portion of the conductive material is removed and only the bridge-shaped conductive material is formed in the space.
- the step cover process uses a photo process between the chips to be connected to each other using a photo process, and develops, leaving only the portions to be connected to each other, and covering the other portions with a photoresist pattern, and on top of it by electroplating, electroless plating or metal deposition. Applying a conductive material containing a predetermined thickness. Subsequently, when the photoresist pattern is removed with a solution such as a solvent, all portions other than the conductive material are covered and only the covered portions remain to electrically connect the chips to be connected.
- the wiring 85 all materials having conductivity as well as metal may be used. For example, gold (Au), silver (Ag), nickel (Ni), chromium (Cr), platinum (Pt), palladium (Pd), titanium (Ti), tungsten (W), tantalum (Ta) or its It can be formed from an alloy.
- the p-type metal bumps 90 and the n-type metal bumps 80 are formed on the p-type semiconductor layer 50 located at one edge of the light emitting cell and the n-type semiconductor layer 30 located at the other edge thereof, respectively.
- the p-type and n-type metal bumps 80 and 90 may include palladium (Pd), tin (Sn), gold (Au), germanium (Ge), copper (Cu), bismuth (Bi), cadmium (Cd), and zinc. At least one of (Zn), silver (Ag), nickel (Ni) and titanium (Ti) can be used, and these alloys can be used.
- the metal bumps 80 and 90 may be deposited to form a low electrode, and may further form a separate bump or solder.
- the light emitting cell block 100 is electrically connected to the plurality of light emitting cells by the conductive wiring 85.
- the manufacturing process of the light emitting cell block 100 is not limited to the above-described method, and various modifications and various material films may be further added.
- the n-type semiconductor layer 30, the active layer 40, and the p-type semiconductor layer 50 are formed on the substrate 10, and the ohmic contact layer 60 and the transparent conductor are formed on the upper surface thereof.
- an etching process for separating between the light emitting cells and exposing the n-type semiconductor layer 30 may be performed.
- an additional ohmic metal layer including chromium (Cr), gold (Au), or the like may be further formed on the exposed n-type semiconductor layer 30 to smoothly supply current.
- the sub-mount substrate 200 includes a substrate 210, a plurality of bonding layers 230 formed on the substrate, a p-type bonding pad 220 located at one edge, and an n-type bonding pad located at the other edge ( 225).
- silicon carbide (SiC), silicon (Si), germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), aluminum nitride (AlN), metal, and the like having excellent thermal conductivity may be used as the substrate 210.
- aluminum nitride (AlN) having excellent thermal conductivity and insulating properties is used.
- the present invention is not limited thereto, and a metallic material having high thermal conductivity and excellent electrical conductivity may be used.
- the bonding layer 230, the n-type bonding pad 225, and the p-type bonding pad 220 use a metal having excellent electrical conductivity. This may be formed by a screen printing method or through a deposition process using a predetermined mask pattern.
- the light emitting cell block 100 and the sub-mount substrate 200 are flip-chip bonded to manufacture a light emitting device.
- the light emitting device of the present invention flip-bonds the light emitting cell block 100 and the sub-mount substrate 200, and is bonded by metal bumps 80 and 90 formed on the light emitting cell.
- the p-type metal bump 90 located at one edge of the light emitting cell block 100 is connected to the p-type bonding pad 220 of the sub-mount substrate 200
- the n-type metal bump 80 located at the other edge of the light emitting cell block 100 is connected to the sub type. It is connected to the n-type bonding pad 225 of the mount substrate 200.
- the bonding may be performed using heat or ultrasonic waves, or simultaneously using heat and ultrasonic waves. Bonding of the light emitting cell block 100 and the sub-mount substrate 200 is not limited to the above-described method, and may be flip chip bonded by various bonding methods.
- the position of the metal bumps 80 and 90 is not limited thereto, and may be formed at another suitable position that does not affect flip chip bonding if it does not disturb the electrical flow of the bridge wiring 85.
- the metal bumps 80 and 90 may not be formed in the light emitting cells in the light emitting cell block 100, but the metal bumps 80 and 90 may be formed in the sub-mount substrate 200.
- the manufacturing process of the light emitting device of the present invention described above is not limited thereto, and various processes and manufacturing methods may be changed or added according to the characteristics of the device and the convenience of the process.
- the n-type semiconductor layer 30 and the p-type semiconductor layer 50 of adjacent light-emitting cells are formed through a bridge process or a step cover process in manufacturing the light-emitting cell block 100.
- the sub-mount substrate 200 was flip-chip bonded to manufacture a light emitting device.
- the present invention is not limited thereto, and the n-type semiconductor layer 30 and the p-type semiconductor layer 50 of adjacent light emitting cells may be electrically connected to each other using metal bumps during flip chip bonding of the light emitting cell block 100 and the sub-mount substrate 200. It can also be connected.
- a light emitting device in which a plurality of light emitting cells in a flip chip form is arranged on a sub-mount substrate may be manufactured.
- the light emitting cells may be variously connected in series, in parallel, or in parallel and according to a desired purpose.
- the light emitting device of the present invention reduces the resistance of the p-type semiconductor layer through the ohmic contact layer on the p-type semiconductor layer, and has a stable power-voltage driving characteristic due to the enhanced adhesion between the ohmic contact layer and the reflective layer and the reliability of the light emitting device. It can improve the and can extend the life of the light emitting device.
- a reflective layer including an oxide instead of a separate metal layer, which has been conventionally formed, it is possible to prevent the absorption of light and smoothly reflect the light, thereby obtaining improved light efficiency.
- FIGS. 4 and 5 are plan views illustrating light emitting devices according to embodiments of the present invention
- FIGS. 6 to 9 are cross-sectional views illustrating light emitting devices according to embodiments of the present invention.
- FIG. 4 and 5 respectively show a plane of the light emitting element.
- FIG. 5 illustrates a plan view of the light emitting device, and for convenience of description, the first pad 181, the second pad 183, and the insulating layer 170 are omitted.
- FIG. 6 shows a cross section of a portion corresponding to the line AA ′ of FIG. 5
- FIG. 7 shows a cross section of a portion corresponding to the line B-B ′ of FIG. 5
- FIG. 8 is a C- line of FIG. 5.
- the cross section of the part corresponding to the C 'line is shown
- FIG. 9 shows the cross section of the part corresponding to the D-D' line of FIG.
- the light emitting device includes a light emitting structure 120, a current spreading layer 130, a first electrode 140, a second electrode 160, and an insulating layer 170.
- the light emitting device may further include a substrate 110, a current blocking layer 150, a first pad 181, and a second pad 183.
- the light emitting device may have a rectangular planar shape.
- the light emitting device may have a generally square planar shape, and the third side surface 103 positioned opposite to the first side surface 101, the second side surface 102, and the first side surface 101. , And a fourth side 104 positioned opposite the second side 102.
- the present invention is not limited thereto.
- the substrate 110 is not limited as long as it can grow the light emitting structure 120, and may be, for example, a sapphire substrate, a silicon carbide substrate, a silicon substrate, a gallium nitride substrate, an aluminum nitride substrate, or the like.
- the substrate 110 may be a patterned sapphire substrate (PSS).
- PSS patterned sapphire substrate
- the substrate 110 may be omitted.
- the substrate 110 may be separated and removed from the light emitting structure 120 using a known technique.
- the substrate 110 may be a support substrate supporting the light emitting structure 120 grown on a separate growth substrate.
- the light emitting structure 120 includes a first conductive semiconductor layer 121, an active layer 123 positioned on the first conductive semiconductor layer 121, and a second conductive semiconductor layer disposed on the active layer 123 ( 125).
- the first conductive semiconductor layer 121, the active layer 123, and the second conductive semiconductor layer 125 may include a III-V series compound semiconductor, and include, for example, (Al, Ga, In) N and The same nitride-based semiconductor may be included.
- the first conductivity-type semiconductor layer 121 may include n-type impurities (eg, Si), and the second conductivity-type semiconductor layer 125 may include p-type impurities (eg, Mg). have. It may also be the reverse.
- the active layer 123 may include a multi-quantum well structure (MQW).
- the light emitting structure 120 may include a region in which the first conductive semiconductor layer 121 is partially exposed through the second conductive semiconductor layer 125 and the active layer 123.
- the light emitting structure 120 may include at least one hole 127a through the second conductive semiconductor layer 125 and the active layer 123 to expose a portion of the first conductive semiconductor layer 121. 127b).
- At least one hole 127a and 127b may include a first hole 127a and a second hole 127b.
- the first hole 127a may have a generally circular or polygonal planar shape.
- the second hole 127b may have a shape extending longer in an arbitrary direction than the first hole 127a.
- the second hole 127b may include a portion having a relatively large width and a portion having a relatively small width.
- the first hole 127a has a circular planar shape and may be formed in plural.
- the second hole 127b may be formed to extend from the first side surface 101 toward the third side surface 103 and may be formed in plurality.
- the shape of the second hole 127b may be a shape extending from the portion having a relatively large width toward the third side surface 103, and the portion extending toward the third side surface 103 may be relatively small. It may have a width.
- a portion having a relatively large width of the second hole 127b may be formed to have substantially the same width and shape as the first hole 127a.
- the plurality of second holes 127b may be disposed to be substantially spaced apart at regular intervals. In one second hole 127b, a part of the second hole 127b may be located under the first pad 181, and another part of the second hole 127b may be the second pad 183. It may be located at the bottom of the). That is, at least one of the second holes 127b may be formed to extend from the bottom of the first pad 181 to the bottom of the second pad 183.
- the current blocking layer 150 is partially positioned on the light emitting structure 120, particularly on the second conductivity type semiconductor layer 125.
- the current blocking layer 150 may be located corresponding to the portion where the second electrode 160 is located.
- the current blocking layer 150 may include a first current blocking layer 151 and a second current blocking layer 153, and the first and second current blocking layers 151 and 153 may respectively include the second electrode 160.
- the second current blocking layer 153 includes a main current blocking layer 153a and a negative current blocking corresponding to positions of the main electrode 163a and the extension electrode 163b of the second connection electrode 163, respectively. Layer 153b.
- the current blocking layer 150 directly conducts the current supplied to the second electrode 160 to the second conductivity type semiconductor layer 125 to prevent the current from being concentrated on the lower portion of the second electrode 160.
- the current blocking layer 150 may be electrically insulating, may include an insulating material, and may be formed of a single layer or multiple layers.
- the current blocking layer 130 is SiO x or SiN x Or the like, or may include a distributed Bragg reflector in which layers of insulating materials having different refractive indices are stacked.
- the current blocking layer 150 may have light transmittance, may have light reflectivity, or may have selective light reflectivity.
- the current blocking layer 150 may have a larger area than the second electrode 160 formed thereon. Accordingly, the second electrode 160 may be located in the region where the current blocking layer 150 is formed.
- the current spreading layer 130 may be located on the second conductive semiconductor layer 125. In addition, the current spreading layer 130 may cover the current blocking layer 150 and include at least one opening exposing at least one hole 127a and 127b. The current spreading layer 130 may be electrically connected to the second conductive semiconductor layer 125 and form an ohmic contact with the second conductive semiconductor layer 125. The current spreading layer 130 may cover the entire upper surface of the light emitting structure 120 as a whole, and may be formed along the outer edge of the upper surface of the light emitting structure 120 as shown. In addition, the current spreading layer 130 may be formed along the edge of the at least one hole 127a and 127b to expose the at least one hole 127a and 127b.
- the current injected through the current spreading layer 130 may be evenly distributed in the horizontal direction on the upper portion of the light emitting structure 120, so that the current spreading of the light emitting device may be improved.
- the current spreading layer 130 may be formed of a conductive material such as a metal or a conductive oxide.
- the current spreading layer 130 may include a conductive oxide such as ITO, ZnO, IZO, GZO, AZO, a light-transmitting metal layer such as Ni / Au, and Ni, Pt, Pd, Rh, W, Ti, Al, Mg And metals such as Ag, Cr, Au, and the like.
- the current spreading layer 130 may have a multi-layer structure, and includes a lower current spreading layer 131 and a lower current spreading layer (131) disposed on the second conductivity type semiconductor layer 125.
- the upper current spreading layer 133 may be disposed on the 131.
- the lower current spreading layer 131 and the upper current spreading layer 133 may have different electrical conductivity.
- the lower current spreading layer 131 and the upper current spreading layer 133 may have different refractive indices.
- the lower current spreading layer 131 may be in ohmic contact with the second conductive semiconductor layer 125.
- the lower current spreading layer 131 may be formed of a conductive oxide doped with a predetermined dopant, and thus, the contact resistance at the interface between the lower current spreading layer 131 and the second conductivity-type semiconductor layer 125. Can be reduced.
- the lower current spreading layer 131 may include ITO, ZnO, or the like doped with dopants, and the dopants may include silver (Ag), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), and cadmium.
- current spreading layer 130 may comprise a transparent conductive oxide doped with at least one of Ga, Al, and In.
- the lower current spreading layer 131 may be formed of a transparent conductive oxide doped with at least one of Ga, Al, and In.
- the lower current spreading layer 131 may have a thickness of about 10 to 1000 kHz.
- the doping concentration of the dopant for the lower current spreading layer 131 may be about 0.01 at% to about 40 at%, preferably about 0.01 at% to about 20 at%.
- the upper current spreading layer 133 may be located on the lower current spreading layer 131.
- the upper current spreading layer 133 may have higher transmittance and lower sheet resistance than the lower current spreading layer 233.
- the lower current spreading layer 131 is formed of ITO or ZnO doped with a dopant
- the upper current spreading layer 133 has a thicker thickness than the lower current spreading layer 131 and is undoped ITO or ZnO. It can be formed as.
- Undoped conductive oxides have a higher light transmittance than doped conductive oxides and have a relatively low horizontal resistance, ie sheet resistance, by having a relatively thick thickness.
- the total thickness of the current spreading layer 130 is not limited, but may be, for example, about 10000 kPa or less, and further, about 5000 kPa to 9000 kPa, and may be formed to a thickness of about 6000 kPa or about 8000 kPa.
- each of the lower and upper current spreading layers 131 and 133 is shown in FIG. 1. It may be similar to each of the ohmic contact layer 60 and the transparent conductor layer 65 in the embodiment described with reference.
- the lower current dispersion layer 131 having a relatively thin thickness and formed of ITO, ZnO, or the like doped with a metallic dopant forms electrical contact with the second conductivity-type semiconductor layer 125, thereby distributing the lower current.
- the light transmittance in the layer 131 may be high and the ohmic characteristics may be improved.
- the upper current spreading layer 133 by forming the upper current spreading layer 133 with a relatively thick thickness and undoped ITO, ZnO, etc., it is possible to improve the current dispersion efficiency in the horizontal direction.
- the light emitting device includes a current spreading layer 130 having a multilayer structure of lower and upper current spreading layers 131 and 133, thereby improving ohmic characteristics and current spreading efficiency,
- the forward voltage Vf may be reduced, and light emission efficiency of the light emitting device may be improved by improving light transmittance.
- current spreading layer 130 may be formed of a single layer.
- the single-layer current spreading layer 130 may include a transparent conductive oxide having improved ohmic characteristics and light transmittance.
- the current spreading layer 130 may include a single layer formed of ZnO having a higher light transmittance than that of ITO.
- the insulating layer 170 may cover openings of the light emitting structure 120 and the current spreading layer 130, and include openings exposing the positions of the first and second electrodes 140 and 160.
- the insulating layer 170 may include a lower insulating layer 171 and an upper insulating layer 173.
- the lower insulating layer 171 and the upper insulating layer 173 will be described separately, but the present invention is not limited thereto.
- the lower insulating layer 171 may include side surfaces and top surfaces of the light emitting structure 120 and openings covering the current spreading layer 130 and exposing a portion of the current spreading layer 130.
- the lower insulating layer 171 may cover side surfaces of the at least one hole 127a and 127b and partially cover the first conductive semiconductor layer 121 exposed to the lower portion of the at least one hole 127a and 127b. It may include openings to expose to. Portions exposed by the openings of the lower insulating layer 171 may correspond to the positions of the first and second electrodes 140 and 160.
- a portion of the first conductivity type semiconductor layer 121 exposed through the first hole 127a and the second hole 127b may be exposed by the openings.
- side surfaces of the first and second holes 127a and 127b may be at least partially covered by the lower insulating layer 171.
- portions of the current spreading layer 130 exposed by the openings of the lower insulating layer 171 may be portions positioned above the current blocking layer 150.
- the lower insulating layer 171 may include an insulating material, and may include, for example, SiO 2 , SiN x , MgF 2, or the like. In some embodiments, the lower insulating layer 171 may serve as a basal layer for other layers formed on the lower insulating layer 171. For example, when the upper insulating layer 173 includes a distributed Bragg reflector, the lower insulating layer 171 may serve as a base layer to stably form the distributed Bragg reflector. When the distribution Bragg reflector has a structure of alternately stacked TiO 2 layer / SiO 2 layer, the lower insulating layer 171 may be formed of a SiO 2 layer having a thickness of a predetermined thickness or more. For example, the predetermined thickness may be about 0.2 ⁇ m to 1.0 ⁇ m.
- the distribution Bragg reflector can be stably manufactured on the lower insulating layer 171 by forming the lower insulating layer 171 with a thickness greater than or equal to a predetermined thickness.
- the first electrode 140 is electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer 121.
- the first electrode 140 may be positioned on the exposed portion of the first conductivity type semiconductor layer 121 and may make ohmic contact with the first conductivity type semiconductor layer 121.
- the first electrode 140 may be in ohmic contact with the first conductivity-type semiconductor layer 121 through at least one hole 127a and 127b.
- the first electrode 140 is electrically connected to the first pad 181.
- the first electrode 140 may include at least one first ohmic contact electrode 141 and a second ohmic contact electrode 143.
- the first ohmic contact electrode 141 may be located in at least some of the first holes 127a and may be formed of a first conductivity type through an opening of the lower insulating layer 171 partially exposing the first holes 127a.
- the semiconductor layer 121 may be in ohmic contact.
- the first ohmic contact electrode 141 may be located in the plurality of first holes 127a.
- the first ohmic contact electrode 141 may be positioned to overlap the region where the first pad 181 is formed in the vertical direction. That is, the first ohmic contact electrode 141 may be positioned under the first pad 181, and further, may be located within an area where the first pad 181 is formed. Therefore, the first ohmic contact electrode 141 may be in contact with the first pad 181.
- the second ohmic contact electrode 143 may be located in the main contact hole 127a and the sub contact hole 127b.
- the second ohmic contact electrode 143 may be located in at least some of the second holes 127b, and may have a first conductivity type through an opening of the lower insulating layer 171 partially exposing the first holes 127a.
- the semiconductor layer 121 may be in ohmic contact.
- the second ohmic contact electrode 143 may be located in the plurality of second holes 127b.
- the second ohmic contact electrode 143 may be formed to extend in the direction in which the second hole 127b extends.
- the second ohmic contact electrode 143 may have a shape extending from the first side surface 101 toward the third side surface 103.
- the second ohmic contact electrode 143 extends from the main electrode 143a positioned below the first pad 181 and the main electrode 143a to extend the first pad 181 and the second pad 183. It may include an extension electrode (143b) located under the region between. Accordingly, the main electrode 143a may contact the first pad 181, but the extension electrode 143b may extend toward the second pad 183. In addition, the extension electrode 143b may further extend to the bottom of the second pad 183. Accordingly, electrons injected through the main electrode 143a in contact with the first pad 181 may be easily dispersed by the extension electrode 143b.
- the width of the main electrode 143a may be larger than the width of the extension electrode 143b, so that a current may be smoothly injected into the second ohmic contact electrode 143 through the main electrode 143a.
- the second electrode 160 is positioned on the current spreading layer 130 and can be electrically connected to the current spreading layer 130.
- the second electrode 160 may be positioned above the current blocking layer 150, so that the current spreading layer 130 is partially disposed between the second electrode 160 and the current blocking layer 150. It may be interposed.
- the second electrode 160 may be electrically connected to the second pad 183, and the current spreading layer 130 and the second pad 183 may be electrically connected through the second electrode 160.
- the second electrode 160 may include at least one first connection electrode 161 and at least one second connection electrode 163.
- the first connection electrode 161 may contact the current spreading layer 130 through the openings of the lower insulating layer 171.
- the first connection electrode 161 may be positioned to overlap the region where the second pad 183 is formed in the vertical direction. That is, the first connection electrode 161 may be located under the second pad 183, and further, may be located in an area where the second pad 183 is formed. Therefore, the first connection electrode 161 may be in contact with the second pad 183.
- the plurality of first connection electrodes 161 may be spaced apart from each other.
- the present invention is not limited thereto, and the plurality of first connection electrodes 161 may be connected to each other.
- the second connection electrode 163 may be positioned to overlap the region where the second pad 183 is formed in the vertical direction.
- the second connection electrode 163 may include a main electrode 163a positioned below the second pad 183 and contacting the second pad 183 and an extension electrode 163b extending from the main electrode 163a. Can be.
- the extension electrode 163b may extend from the second pad 183 in a direction closer to the first pad 181.
- the extension electrode 163b may extend from the third side surface 103 toward the first side surface 101.
- the extension electrode 163b may extend below the region between the first pad 181 and the second pad 183, and may further extend to the bottom of the first pad 181.
- a portion of the extension electrode 163b extending to the bottom of the first pad 181 is electrically insulated from the first pad 181 by the upper insulating layer 173 described later.
- the second connection electrode 163 includes the extension electrode 163b extending to the lower portion of the first pad 181, the lower and first portions of the region between the first and second pads 161 and 163 are formed.
- Current can be smoothly distributed to a portion of the second conductivity-type semiconductor layer 125 located below the pad 181, and the second conductivity-type semiconductor layer 125 located below the main electrode 163a. Concentration of current can be prevented.
- the extension electrode 163b may have a narrower width than the main electrode 163a. Accordingly, the current may be smoothly injected from the second pad 183 through the main electrode 163a to the second connection electrode 163, and the injected current may be smoothly distributed through the extension electrode 163b.
- first electrode 140 may be disposed between the plurality of second electrodes 160, and at least a portion of the second electrode 160 is disposed between the plurality of first electrodes 140.
- at least a part of the first electrodes 140 may be positioned between the extension electrodes 163b.
- the first and second ohmic contact electrodes 141 and 143 may be positioned between the two second electrodes 160.
- the current can be distributed more efficiently.
- first electrode 140 and the second electrode 160 may be formed to further cover the upper surface of the lower insulating layer 171. That is, at least some of the first and second electrodes 140 and 160 may fill the openings of the lower insulating layer 171, and may further cover the upper surface of the lower insulating layer 171 around the opening.
- the upper insulating layer 173 covers the lower insulating layer 171 and partially covers the first electrode 140 and the second electrode 160.
- the upper insulating layer 173 has openings that at least partially expose each of the first electrode 140 and the second electrode 160.
- the first ohmic contact electrode 141 and the second ohmic contact electrode 143 of the first electrode 140 are exposed to the openings of the upper insulating layer 173, and the first pad is formed through the openings. 181 may be in electrical contact.
- at least a portion of the main electrode 143a of the second ohmic contact electrode 143 is exposed to the opening of the upper insulating layer 173, and the extension electrode 143b of the second ohmic contact electrode 143 is the upper insulating layer. (173).
- the extension electrode 143b disposed below the second pad 183 is insulated from the second pad 183 through the upper insulating layer 173.
- At least a portion of the first connection electrode 161 of the second electrode 160 may be exposed to the openings of the upper insulating layer 173 and may be in electrical contact with the second pad 183 through the openings.
- a portion of the second connection electrode 163 of the second electrode 160 may be exposed to the openings of the upper insulating layer 173, and a portion of the second connection electrode 163 may be covered by the upper insulating layer 173.
- at least a part of the main electrode 163a of the second connection electrode 163 is exposed to the opening of the upper insulating layer 173, and the extension electrode 163b is covered by the upper insulating layer 173. Accordingly, the extension electrode 163b disposed below the first pad 181 is insulated from the first pad 181 through the upper insulating layer 173.
- portions of the first and second electrodes 240 and 250 positioned below the region between the first and second pads 161 and 163 are covered and insulated by the upper insulating layer 173, thereby providing the first and second pads.
- electrical shorts due to solder or impurities may be prevented.
- the upper insulating layer 173, the lower insulating layer 171 may include an insulating material, for example, may include SiO 2 , SiN x , MgF 2 .
- the upper insulating layer 173 may include a distributed Bragg reflector.
- the distributed Bragg reflector may be formed by repeatedly stacking dielectric layers having different refractive indices, for example, the dielectric layers may include TiO 2 , SiO 2 , HfO 2 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , and the like.
- the upper insulating layer 173 may have a structure of alternately stacked TiO 2 layers / SiO 2 layers.
- Each layer of the distributed Bragg reflector may have an optical thickness of 1/4 of a particular wavelength and may be formed in 4 to 20 pairs. However, the present invention is not limited thereto.
- the upper insulating layer 173 is formed of multiple layers, the uppermost layer of the upper insulating layer 173 may be formed of SiN x .
- the layer formed of SiN x is excellent in moisture resistance and can protect the light emitting element from moisture.
- the lower insulating layer 171 may serve as a base layer or an interfacial layer capable of improving the film quality of the distributed Bragg reflector.
- the lower insulating layer 171 may be formed of SiO 2 having a thickness of about 0.2 ⁇ m to 1.0 ⁇ m
- the upper insulating layer 173 may be formed of a distributed Bragg reflector in which a TiO 2 layer / SiO 2 layer is repeatedly stacked at a predetermined period. have.
- a layer in contact with the lower insulating layer 171 among the layers of the upper insulating layer 173 may be a TiO 2 layer.
- the distributed Bragg reflector may have a reflectance for relatively high visible light.
- the distributed Bragg reflector may be designed to have a reflectance of 90% or more for light having an incident angle of 0 to 60 ° and a wavelength of 400 to 700 nm.
- the distributed Bragg reflector having the reflectivity described above may be provided by controlling the type, thickness, lamination period, etc. of the plurality of dielectric layers forming the distributed Bragg reflector. Accordingly, it is possible to form a distributed Bragg reflector having a high reflectance for relatively long wavelength light (eg, 550 nm to 700 nm) and relatively short wavelength light (eg 400 nm to 550 nm).
- the distributed Bragg reflector may comprise a multi-layered structure such that the Distributed Bragg reflector has a high reflectance for light in a wide wavelength range. That is, the distributed Bragg reflector may include a first stacked structure in which dielectric layers having a first thickness are stacked and a second stacked structure in which dielectric layers having a second thickness are stacked.
- the distributed Bragg reflector includes a first stacked structure in which dielectric layers having a thickness less than 1/4 optical thickness for light having a center wavelength of visible light (about 550 nm), and a center wavelength of visible light (about 550 nm) And a second stacked structure in which dielectric layers having a thickness thicker than an optical thickness of 1/4 for the light of the stacked structure are stacked.
- the distributed Bragg reflector may include a dielectric layer having a thickness thicker than 1/4 optical thickness for light having a central wavelength of visible light (about 550 nm) and a dielectric layer having a thickness thinner than 1/4 optical thickness for the light. It may further comprise a third stacked structure laminated repeatedly.
- the luminous efficiency of the light emitting device can be improved.
- the current spreading layer 130 may be formed in multiple layers and may have a relatively high light transmittance, the ratio of the light absorbed by the distributed Bragg reflector to be absorbed and lost by the current spreading layer 130 may be reduced. It can be reduced, the luminous efficiency of the light emitting device can be improved.
- the upper insulating layer 173 may partially cover the top surfaces of the first electrode 140 and the second electrode 160. As illustrated in FIGS. 6 to 9, at least some of the first electrode 140 and the second electrode 160 may further cover the top surface of the lower insulating layer 171, and the upper insulating layer 173 may be formed. Top surfaces of at least some of the first electrode 140 and the second electrode 160 may be further covered. Accordingly, at least some of the first electrode 140 and the second electrode 160 may be interposed between the lower insulating layer 171 and the upper insulating layer 173. Accordingly, the first electrode 140 and the second electrode 160 may be stably fixed, thereby preventing the occurrence of a forward voltage increase and a change in the light emission pattern due to the exfoliation of the electrodes 140 and 160. Accordingly, it is possible to improve the electrical and optical reliability of the light emitting device.
- the insulating layer 170 has been described as including a lower insulating layer 171 and an upper insulating layer 173, but the present invention is not limited thereto.
- the insulating layer 170 is not formed separately, but may be formed of one layer consisting of a single layer or multiple layers. In this case, the electrodes 140 and 160 may not have a portion sandwiched between the insulating layers 170.
- the first pad 181 and the second pad 183 are disposed on the upper insulating layer 173.
- the first pad 181 and the second pad 183 are electrically connected to the first electrode 140 and the second electrode 160, respectively.
- the first pad 181 may be in contact with a portion of the first ohmic contact electrode 141 and the second ohmic contact electrode 143
- the second pad 183 may be a part of the second connection electrode 163.
- And may be in contact with the first connection electrode 161.
- the light emitting device may further include a heat radiation pad (not shown).
- the heat dissipation pad may be positioned on the insulating layer 170 to be electrically insulated from the first and second electrodes 140 and 160.
- 10 to 17 are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to still another embodiment of the present invention.
- the light emitting structure 120 including the first conductive semiconductor layer 121, the active layer 123, and the second conductive semiconductor layer 125 is formed on the growth substrate 110.
- the growth substrate 110 is not limited as long as it is a substrate capable of growing the light emitting structure 120.
- the growth substrate 110 may be a sapphire substrate, a silicon carbide substrate, a silicon substrate, a gallium nitride substrate, an aluminum nitride substrate, or the like.
- the light emitting structure 120 may be formed using a method such as metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), hydride vapor phase epitaxy (HVPE), or molecular beam deposition (MBE). Can be grown.
- MOCVD metal-organic chemical vapor deposition
- HVPE hydride vapor phase epitaxy
- MBE molecular beam deposition
- the present embodiment also uses a wafer in which the light emitting structure 120 is grown on the growth substrate 110.
- the same may be applied in general. In this case, a plurality of light emitting devices can be manufactured from the wafer.
- At least one hole 127a and 127b is formed by partially removing the light emitting structure 120.
- the at least one hole 127a and 127b may be formed through a patterning process, for example, by partially removing the second conductivity-type semiconductor layer 125 and the active layer 123 through a photolithography and etching process. . Forming the at least one hole 127a, 127b may include forming the first hole 127a and the second hole 127b. At least one hole 127a or 127b may correspond to an area where the first electrode 140 is formed. Therefore, the arrangement of the at least one hole 127a and 127b may be variously modified in consideration of current dispersion of the light emitting device.
- a current blocking layer 150 is formed on the second conductive semiconductor layer 125.
- the current blocking layer 150 may be formed to correspond to a region in which the second electrode 160 to be formed in a process to be described later will be formed.
- the second connection electrode current blocking layer 153 may include a main electrode current blocking layer 153a and an extension electrode current blocking layer 153b.
- the current blocking layer 150 may include an insulating material, and may be formed on the second conductive semiconductor layer 125 by a known method.
- a current blocking layer 150 is formed on the entire surface of the light emitting structure 120 through sputtering, electron beam deposition, or coating and curing, and the current blocking layer 150 as shown through a patterning process using wet or dry etching. ) May be provided.
- the present invention is not limited thereto, and the current blocking layer 150 may be formed through a lift-off process of first forming a mask formed of a photoresist, depositing the current blocking layer 150, and then removing the photoresist. ) May be formed.
- a current spreading layer 130 covering the current blocking layer 150 is formed on the second conductive semiconductor layer 125.
- the current spreading layer 130 may include a conductive oxide, and may include, for example, ITO, ZnO, or the like.
- forming the current spreading layer 130 may include forming the lower current spreading layer 131 and the upper current spreading layer 133.
- the lower and upper current spreading layers 131 and 133 may be sequentially formed through separate processes, or may be formed through different processes.
- the lower current spreading layer 131 may be formed of ITO doped with a dopant including a metal
- the upper current spreading layer 133 may be formed of undoped ITO.
- the lower and upper current spreading layers 231 and 233 may be formed by electron beam deposition or sputtering, or may be formed through different methods.
- the current spreading layer 130 including the conductive oxide may be patterned through an etching process.
- the present invention is not limited thereto, and when the current spreading layer 130 is formed of a metal, the current spreading layer 130 may be formed by plating, deposition, or the like, and may be formed through a lift-off process. Can be patterned.
- the present embodiment it is described that at least one hole 127a and 127b is formed, the current blocking layer 150 is formed, and then the current dispersion layer 130 is formed, but the present invention is not limited thereto. .
- the current blocking layer 150 is formed, the current spreading layer 130 is formed, and the current spreading layer 130 and the light emitting structure 120 are etched in the same process to at least one hole 127a and 127b. ) May be formed.
- a lower insulating layer 171 partially covering the light emitting structure 120 and the current spreading layer 130 is formed.
- the lower insulating layer 171 may be formed by depositing an insulating material such as SiO 2 on the front surface of the light emitting structure 120 and the current spreading layer 130, and forming the first and second openings 171a and 171b through a patterning process. May comprise).
- the first opening 171a may expose at least some of the first and second holes 127a and 127b, and the second opening 171b may partially expose the current spreading layer 130.
- the first and second openings 171a and 173b may correspond to the positions at which the first electrode 140 and the second electrode 160 are formed, respectively.
- first and second electrodes 140 and 160 are formed to at least partially fill the first and second openings 171a and 173b of the lower insulating layer 171.
- the first and second electrodes 140 and 160 may be formed through the same process, and may be formed through a deposition and lift-off process. When the first and second electrodes 140 and 160 are formed through the same process and have a multilayer structure, the first and second electrodes 140 and 160 may have the same multilayer structure.
- the present invention is not limited thereto, and the first and second electrodes 140 and 160 may be formed of different materials and different layers. In this case, the first and second electrodes 140 and 160 may be formed. It may be formed through a separate process.
- the first electrode 140 and the second electrode 160 may further cover the upper surface of the lower insulating layer 171 around the first and second openings 171a and 171b, respectively.
- the lower insulating layer 171 is first formed, and then the first and second electrodes 140 and 160 are formed, but the present invention is not limited thereto.
- the first and second electrodes 140 and 160 may be formed, and then the lower insulating layer 171 may be formed to partially cover the light emitting structure 120 and the current spreading layer 130.
- the lower insulating layer 171 may be spaced apart from the side surfaces of the first and second electrodes 140 and 160, and may at least partially cover the side surfaces of the first and second electrodes 140 and 160.
- the top surfaces of the first and second electrodes 140 and 160 may be partially covered.
- an upper insulating layer 173 partially covering the first and second electrodes 140 and 160 is formed on the lower insulating layer 171.
- the upper insulating layer 173 may be formed of a distributed Bragg reflector in which materials having different refractive indices are alternately stacked.
- the lower insulating layer 171 may serve as an interface layer or a base layer of the distributed Bragg reflector.
- the upper insulating layer 173 may be formed through a known deposition and etching process.
- the upper insulating layer 173 may include third and fourth openings 173a and 173b, and the first and second electrodes 140 and 273b may be formed through the third and fourth openings 173a and 173b, respectively. 160 may be exposed respectively.
- the first pad 181 and the second pad 183 may be further formed on the upper insulating layer 173. Accordingly, the light emitting device as shown in FIGS. 4 to 9 may be provided.
- the first pad 181 may be in contact with the first electrode 140 through the third opening 173a of the upper insulating layer 173.
- the second pad 183 may be in contact with the second electrode 160 through the fourth opening 173b of the upper insulating layer 173.
- the first and second pads 161 and 163 may be formed together in the same process, for example, using photo and etching techniques or lift off techniques.
- the light emitting device manufacturing method may further include separating the substrate 110 from the light emitting structure 120.
- the substrate 110 may be separated or removed through physical and / or chemical methods.
- the present invention provides a light emitting device having improved electrical conductivity and reliability, thereby improving lifetime and reliability of a product using the light emitting device.
- TELED top-emitting light emitting diode
- VLED vertical type
- the present invention may be variously applied to a light receiving device, an organic light emitting diode (OLED), a cell, an LCD, a semiconductor process, and the like.
- FIG. 18 is an exploded perspective view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a lighting device.
- the lighting apparatus includes a diffusion cover 1010, a light emitting device module 1020, and a body portion 1030.
- the body portion 1030 may accommodate the light emitting device module 1020, and the diffusion cover 1010 may be disposed on the body portion 1030 to cover the upper portion of the light emitting device module 1020.
- the body portion 1030 is not limited as long as it can receive and support the light emitting device module 1020 and supply electric power to the light emitting device module 1020.
- the body portion 1030 may include a body case 1031, a power supply device 1033, a power case 1035, and a power connection portion 1037.
- the power supply device 1033 is accommodated in the power case 1035 and electrically connected to the light emitting device module 1020, and may include at least one IC chip.
- the IC chip may adjust, convert, or control the characteristics of the power supplied to the light emitting device module 1020.
- the power case 1035 may receive and support the power supply 1033, and the power case 1035 to which the power supply 1033 is fixed may be located inside the body case 1031. .
- the power connection unit 115 may be disposed at a lower end of the power case 1035 and may be coupled to the power case 1035. Accordingly, the power connection unit 1037 may be electrically connected to the power supply device 1033 inside the power case 1035 to serve as a path through which external power may be supplied to the power supply device 1033.
- the light emitting device module 1020 includes a substrate 1023 and a light emitting device 1021 disposed on the substrate 1023.
- the light emitting device module 1020 may be disposed on the body case 1031 and electrically connected to the power supply device 1033.
- the substrate 1023 is not limited as long as it can support the light emitting device 1021.
- the substrate 1023 may be a printed circuit board including wiring.
- the substrate 1023 may have a shape corresponding to the fixing portion of the upper portion of the body case 1031 so as to be stably fixed to the body case 1031.
- the light emitting device 1021 may include at least one of the light emitting devices according to the embodiments of the present invention described above.
- the diffusion cover 1010 may be disposed on the light emitting device 1021, and may be fixed to the body case 1031 to cover the light emitting device 1021.
- the diffusion cover 1010 may have a translucent material and may adjust the directivity of the lighting device by adjusting the shape and the light transmittance of the diffusion cover 1010. Therefore, the diffusion cover 1010 may be modified in various forms according to the purpose of use of the lighting device and the application aspect.
- 19 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
- the display device includes a display panel 2110, a backlight unit providing light to the display panel 2110, and a panel guide supporting a lower edge of the display panel 2110.
- the display panel 2110 is not particularly limited and may be, for example, a liquid crystal display panel including a liquid crystal layer.
- a gate driving PCB for supplying a driving signal to the gate line may be further located at the edge of the display panel 2110.
- the gate driving PCB is not configured in a separate PCB, but may be formed on the thin film transistor substrate.
- the backlight unit includes a light source module including at least one substrate and a plurality of light emitting devices 2160.
- the backlight unit may further include a bottom cover 2180, a reflective sheet 2170, a diffusion plate 2131, and optical sheets 2130.
- the bottom cover 2180 may be opened upward to accommodate the substrate, the light emitting device 2160, the reflective sheet 2170, the diffusion plate 2131, and the optical sheets 2130.
- the bottom cover 2180 may be combined with the panel guide.
- the substrate may be disposed under the reflective sheet 2170 and be surrounded by the reflective sheet 2170.
- the present invention is not limited thereto, and when the reflective material is coated on the surface, the reflective material may be positioned on the reflective sheet 2170.
- a plurality of substrates may be formed, and the plurality of substrates may be arranged in a side-by-side arrangement, but is not limited thereto and may be formed of a single substrate.
- the light emitting device 2160 may include at least one of the light emitting devices according to the embodiments of the present invention described above.
- the light emitting devices 2160 may be regularly arranged in a predetermined pattern on the substrate.
- a lens 2210 may be disposed on each light emitting device 2160 to improve uniformity of light emitted from the plurality of light emitting devices 2160.
- the diffusion plate 2131 and the optical sheets 2130 are positioned on the light emitting device 2160. Light emitted from the light emitting device 2160 may be supplied to the display panel 2110 in the form of a surface light source through the diffusion plate 2131 and the optical sheets 2130.
- the light emitting device according to the embodiments of the present invention may be applied to the direct type display device as the present embodiment.
- 20 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment is applied to a display device.
- the display device including the backlight unit includes a display panel 3210 on which an image is displayed and a backlight unit disposed on a rear surface of the display panel 3210 to irradiate light.
- the display apparatus includes a frame 240 that supports the display panel 3210 and accommodates the backlight unit, and covers 3240 and 3280 that surround the display panel 3210.
- the display panel 3210 is not particularly limited and may be, for example, a liquid crystal display panel including a liquid crystal layer.
- a gate driving PCB for supplying a driving signal to the gate line may be further located at an edge of the display panel 3210.
- the gate driving PCB is not configured in a separate PCB, but may be formed on the thin film transistor substrate.
- the display panel 3210 may be fixed by covers 3240 and 3280 positioned at upper and lower portions thereof, and the cover 3280 positioned at lower portions thereof may be coupled to the backlight unit.
- the backlight unit for providing light to the display panel 3210 may include a lower cover 3270 having a portion of an upper surface thereof, a light source module disposed on one side of the lower cover 3270, and positioned in parallel with the light source module to provide point light. And a light guide plate 3250 for converting to surface light.
- the backlight unit according to the present exemplary embodiment is disposed on the light guide plate 3250 and is disposed below the light guide plate 3250 and the optical sheets 3230 for diffusing and condensing light.
- the display apparatus may further include a reflective sheet 3260 reflecting in the direction of the display panel 3210.
- the light source module includes a substrate 3220 and a plurality of light emitting devices 3110 spaced apart from each other by a predetermined interval on one surface of the substrate 3220.
- the substrate 3220 is not limited as long as it supports the light emitting device 3110 and is electrically connected to the light emitting device 3110.
- the substrate 3220 may be a printed circuit board.
- the light emitting device 3110 may include at least one light emitting device according to the embodiments of the present invention described above. Light emitted from the light source module is incident to the light guide plate 3250 and is supplied to the display panel 3210 through the optical sheets 3230. Through the light guide plate 3250 and the optical sheets 3230, the point light sources emitted from the light emitting devices 3110 may be transformed into surface light sources.
- the light emitting device according to the embodiments of the present invention may be applied to the edge type display device as the present embodiment.
- 21 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a head lamp.
- the head lamp includes a lamp body 4070, a substrate 4020, a light emitting device 4010, and a cover lens 4050. Furthermore, the head lamp may further include a heat dissipation unit 4030, a support rack 4060, and a connection member 4040.
- the substrate 4020 is fixed by the support rack 4060 and spaced apart from the lamp body 4070.
- the substrate 4020 is not limited as long as it is a substrate capable of supporting the light emitting device 4010.
- the substrate 4020 may be a substrate having a conductive pattern such as a printed circuit board.
- the light emitting device 4010 is positioned on the substrate 4020 and may be supported and fixed by the substrate 4020.
- the light emitting device 4010 may be electrically connected to an external power source through the conductive pattern of the substrate 4020.
- the light emitting device 4010 may include at least one light emitting device according to the embodiments of the present invention described above.
- the cover lens 4050 is positioned on a path along which light emitted from the light emitting element 4010 travels.
- the cover lens 4050 may be disposed spaced apart from the light emitting element 4010 by the connecting member 4040, and may be disposed in a direction to provide light emitted from the light emitting element 4010. Can be.
- the connection member 4040 may fix the cover lens 4050 with the substrate 4020 and may be disposed to surround the light emitting device 4010 to serve as a light guide for providing the light emitting path 4045.
- connection member 4040 may be formed of a light reflective material or coated with a light reflective material.
- the heat dissipation unit 4030 may include a heat dissipation fin 4031 and / or a heat dissipation fan 4033, and emits heat generated when the light emitting device 4010 is driven to the outside.
- the light emitting device may be applied to the head lamp, in particular, a vehicle head lamp as in the present embodiment.
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- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 발광 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기전도도 및 신뢰성이 향상된 발광 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a light emitting device having improved electrical conductivity and reliability and a method for manufacturing the same.
발광 다이오드(light emission diode; LED)는 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들고 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자이며, GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN, AlGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로써 다양한 색을 구현할 수 있다.A light emitting diode (LED) is a device that makes a small number of carriers (electrons or holes) injected by using a pn junction structure of a semiconductor and emits a predetermined light by recombination thereof. GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN Various colors can be realized by configuring a light emitting source by changing a compound semiconductor material such as AlGaInP.
이러한 발광 다이오드는 종래의 전구 또는 형광등에 비해 소모 전력이 작고 수명이 길며, 협소한 공간에 설치 가능하고 진동에 강한 특성을 보인다. 또한, 발광 다이오드는 표시 소자 및 백라이트로 이용되고 있으며, 소모 전력의 절감과 내구성 측면에서 우수한 특성을 갖기 때문에 최근 일반 조명용, 대형 LCD-TV 백라이트, 자동차 헤드라이트, 일반 조명에까지 응용이 확대되고 있다. Such a light emitting diode has a smaller power consumption and a longer life than conventional light bulbs or fluorescent lamps, can be installed in a narrow space, and exhibits strong vibration resistance. In addition, since the light emitting diode is used as a display element and a backlight, and has excellent characteristics in terms of power consumption reduction and durability, applications have recently been extended to general lighting, large LCD-TV backlights, automotive headlights, and general lighting.
그러나, 발광 다이오드의 다양한 분야의 적용을 위해서는 발광 다이오드의 발광 효율의 개선이 필요하고, 열방출 문제를 해결하여야 하며, 발광 다이오드의 고휘도화, 고출력화를 달성하여야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근에 반도체 발광 다이오드에 대한 관심이 날로 높아지고 있다.However, in order to apply the light emitting diodes in various fields, it is necessary to improve the light emitting efficiency of the light emitting diodes, solve the heat emission problem, and achieve high brightness and high output of the light emitting diodes. In order to solve this problem, interest in semiconductor light emitting diodes is increasing day by day.
종래 일반적인 발광 다이오드 구조는 소정의 기판 상에 n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층 및 반사층을 순차적으로 형성하여 발광 다이오드를 제작한다. 이러한 발광 다이오드 구조는 상기 반사층의 소재로 높은 반사 효율을 지니는 은(Ag), 은산화물(Ag2O) 또는 알루미늄(Al)을 이용하는데, 이들 금속은 오믹 접촉 형성이 어려워 소자 작동이 불안정하며, 동작시 높은 구동 전압으로 인한 열발생을 야기하여 소자 수명이 짧아지는 문제점이 있다. 이에, 낮은 비접촉 저항값을 가지면서도 높은 반사율을 제공하는 오믹컨택층에 대한 많은 연구들이 수행되고 있다.In the conventional general light emitting diode structure, a light emitting diode is manufactured by sequentially forming an n-type semiconductor layer, an active layer, a p-type semiconductor layer, and a reflective layer on a predetermined substrate. The light emitting diode structure uses silver (Ag), silver oxide (Ag 2 O), or aluminum (Al) having high reflection efficiency as a material of the reflective layer, and these metals are difficult to form ohmic contacts, and thus, device operation is unstable. In operation, there is a problem that the device life is shortened by causing heat generation due to high driving voltage. Accordingly, many studies have been conducted on ohmic contact layers having low specific contact resistance and high reflectance.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 전기전도도 및 신뢰성이 향상된 발광 소자를 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem of the present invention was conceived in this respect, and an object of the present invention is to provide a light emitting device having improved electrical conductivity and reliability.
본 발명의 다른 목적은 상기 전기전도도 및 신뢰성이 향상된 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a light emitting device having improved electrical conductivity and reliability.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 발광 소자는, 기판 상에 형성된 n형 반도체층; 상기 n형 반도체층의 일부에 형성된 p형 반도체층; 상기 n형 반도체층 및 상기 p형 반도체층 사이에 형성되어 전자와 정공의 재결합을 통해 광을 생성하는 활성층; 상기 p형 반도체층 상에 형성되고, 금속이 도핑된 ITO(Indium Tin Oxide)층을 포함하는 오믹컨택층; 상기 오믹컨택층 상에 상기 오믹컨택층과 상이한 두께로 형성되고, 도핑되지 않은 ITO층을 포함하는 투명 전도체층; 및 상기 투명 전도체층 상에 형성되고, 산화물층을 포함하는 반사층을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a light emitting device includes: an n-type semiconductor layer formed on a substrate; A p-type semiconductor layer formed on a portion of the n-type semiconductor layer; An active layer formed between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer to generate light through recombination of electrons and holes; An ohmic contact layer formed on the p-type semiconductor layer and including an indium tin oxide (ITO) layer doped with a metal; A transparent conductor layer formed on the ohmic contact layer to a different thickness from the ohmic contact layer and including an undoped ITO layer; And a reflective layer formed on the transparent conductor layer and including an oxide layer.
본 발명의 실시예에서, 상기 오믹컨택층은, 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나의 금속으로 도핑될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the ohmic contact layer, silver (Ag), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), cadmium (Cd), gallium (Ga), aluminum (Al), magnesium ( Mg), titanium (Ti), molybdenum (Mo), nickel (Ni), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium (Ru), and palladium ( May be doped with at least one metal of Pd).
본 발명의 실시예에서, 상기 투명 전도체층은, 상기 오믹컨택층에 비해 상대적으로 두꺼운 ITO층일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the transparent conductor layer may be an ITO layer relatively thicker than the ohmic contact layer.
본 발명의 실시예에서, 상기 반사층은, 비도전성 물질로 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the reflective layer may be formed of a non-conductive material.
본 발명의 실시예에서, 상기 반사층은, 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나의 도전성 물질을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the reflective layer is silver (Ag), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), cadmium (Cd), gallium (Ga), aluminum (Al), magnesium (Mg) , Titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), nickel (Ni), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium (Ru) And palladium (Pd) at least one conductive material.
본 발명의 실시예에서, 상기 반사층은, 분포 브래그 리플렉터(DBR: Distributed Bragg Reflector)를 형성할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the reflective layer may form a distributed Bragg reflector (DBR).
본 발명의 실시예에서, 상기 분포 브래그 리플렉터는, 산화규소(SiOx)를 포함하는 제1 산화물층; 및 산화티타늄(TiOx)을 포함하는 제2 산화물층을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the distribution Bragg reflector may include a first oxide layer including silicon oxide (SiO x ); And a second oxide layer including titanium oxide (TiO x ).
본 발명의 실시예에서, 상기 반사층은, 상기 오믹컨택층 상에 형성된 유전체막을 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the reflective layer may further include a dielectric film formed on the ohmic contact layer.
본 발명의 실시예에서, 상기 반사층은, 서로 다른 굴절률을 갖는 다수개의 산화물층으로 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the reflective layer may be formed of a plurality of oxide layers having different refractive indices.
본 발명의 실시예에서, 상기 반사층은, 제1 산화물층; 및 상기 제1 산화물층과 다른 굴절률을 갖는 제2 산화물층을 포함할 수 있다.In an embodiment of the invention, the reflective layer, the first oxide layer; And a second oxide layer having a refractive index different from that of the first oxide layer.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층의 사이에 개재된 활성층을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 적어도 하나의 홀을 포함하는 발광 구조체; 상기 발광 구조체의 적어도 하나의 홀을 통해 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹 컨택하는 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하고, 상기 제2 도전형 반도체층에 오믹 컨택하며, 하부 전류 분산층 및 상기 하부 전류 분산층 상에 위치하는 상부 전류 분산층을 포함하는 전류 분산층; 상기 전류 분산층 상에 위치하는 제2 전극; 상기 발광 구조체 및 전류 분산층을 덮고, 상기 제1 및 제2 전극을 부분적으로 노출시키는 개구부들을 포함하는 절연층; 및 상기 절연층 상에 위치하며, 상기 제1 및 제2 전극에 각각 전기적으로 연결되는 제1 패드 및 제2 패드를 포함하고, 상기 상부 전류 분산층과 상기 하부 전류 분산층은 서로 다른 전기전도도를 가지며, 상기 적어도 하나의 홀은, 상기 제1 패드의 하부에 위치하는 제1 홀; 및 상기 제1 패드의 하부에 위치하는 부분 및 상기 제1 및 제2 패드 사이의 하부에 위치하는 부분을 포함하는 제2 홀을 포함한다.In another embodiment, a light emitting device includes a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer positioned on the first conductive semiconductor layer, and the first and second conductive semiconductor layers. A light emitting structure including an active layer interposed therebetween and at least one hole penetrating the second conductive semiconductor layer and the active layer to expose the first conductive semiconductor layer; A first electrode in ohmic contact with the first conductivity type semiconductor layer through at least one hole in the light emitting structure; A current spreading layer disposed on the second conductive semiconductor layer, ohmic contacting the second conductive semiconductor layer, and including a lower current spreading layer and an upper current spreading layer on the lower current spreading layer; A second electrode on the current spreading layer; An insulating layer covering the light emitting structure and the current spreading layer and including openings partially exposing the first and second electrodes; And a first pad and a second pad on the insulating layer and electrically connected to the first and second electrodes, respectively, wherein the upper current spreading layer and the lower current spreading layer have different electrical conductivity. The at least one hole may include: a first hole disposed below the first pad; And a second hole including a portion located below the first pad and a portion located below the first and second pads.
상기 발광 소자는, 상기 전류 분산층의 아래에 위치하는 전류 차단층을 더 포함할 수 있고, 상기 전류 차단층은 상기 제2 전극의 위치에 대응하여, 상기 제2 전극의 하부에 위치할 수 있다.The light emitting device may further include a current blocking layer positioned below the current spreading layer, and the current blocking layer may be positioned below the second electrode in correspondence with the position of the second electrode. .
상기 상부 전류 분산층은 상기 하부 전류 분산층보다 낮은 전기 전도도를 가질 수 있다.The upper current spreading layer may have a lower electrical conductivity than the lower current spreading layer.
상기 제1 전극은, 상기 제1 패드의 하부에 위치하며, 상기 제1 홀을 통해 상기 제1 도전형 반도체층과 오믹컨택하는 제1 오믹컨택 전극; 및 상기 제1 패드의 하부에 위치하는 주전극, 및 상기 주전극으로부터 연장되며 상기 제1 패드와 제2 패드의 사이 영역의 하부까지 연장되는 연장전극을 포함할 수 있으며, 상기 제2 홀을 통해 상기 제1 도전형 반도체층과 오믹컨택하는 제2 오믹컨택 전극을 포함할 수 있다.The first electrode may include a first ohmic contact electrode disposed under the first pad and in ohmic contact with the first conductive semiconductor layer through the first hole; And an extension electrode extending from the main electrode and extending from the main electrode to a lower portion of the region between the first pad and the second pad, through the second hole. And a second ohmic contact electrode in ohmic contact with the first conductive semiconductor layer.
상기 제2 오믹컨택 전극의 연장전극은 상기 제2 패드의 하부까지 더 연장될 수 있다.An extension electrode of the second ohmic contact electrode may further extend to a lower portion of the second pad.
상기 제2 오믹컨택 전극의 연장전극은 상기 절연층에 덮일 수 있다.An extension electrode of the second ohmic contact electrode may be covered by the insulating layer.
상기 제2 전극은, 상기 제2 패드의 하부에 위치하는 제1 연결전극; 및 상기 제2 패드의 하부에 위치하는 주전극, 및 상기 주전극으로부터 연장되며 상기 제1 패드 및 제2 패드의 사이 영역의 하부까지 연장되는 연장전극을 포함하는 제2 연결전극을 포함할 수 있다.The second electrode may include a first connection electrode positioned below the second pad; And a second connection electrode including a main electrode positioned below the second pad, and an extension electrode extending from the main electrode and extending to a lower portion of a region between the first pad and the second pad. .
상기 제2 연결전극의 연장전극은 상기 제1 패드의 하부까지 더 연장될 수 있다.The extension electrode of the second connection electrode may further extend to the bottom of the first pad.
상기 절연층은, 하부 절연층; 및 상기 하부 절연층 상에 위치하는 상부 절연층을 포함할 수 있다.The insulating layer, the lower insulating layer; And an upper insulating layer on the lower insulating layer.
상기 하부 절연층은 상기 상부 절연층보다 두꺼운 두께를 가질 수 있고, 상기 상부 절연층은 분포 브래그 반사기를 포함할 수 있다.The lower insulating layer may have a thicker thickness than the upper insulating layer, and the upper insulating layer may include a distributed Bragg reflector.
상기 전류 분산층은 금속성 도펀트로 도핑된 도전성 산화물을 포함할 수 있다.The current spreading layer may include a conductive oxide doped with a metallic dopant.
상기 전류 분산층은 Ga, Al 및 In 중 적어도 하나로 도핑된 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.The current spreading layer may include a transparent conductive oxide doped with at least one of Ga, Al, and In.
상기 상부 전류 분산층과 상기 하부 전류 분산층은 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다.The upper current spreading layer and the lower current spreading layer may have different refractive indices.
상기 상부 절연층은 반사하는 파장 대역이 다른 2개 이상의 분포 브래그 반사기를 포함할 수 있다.The upper insulating layer may include two or more distributed Bragg reflectors having different reflecting wavelength bands.
이와 같은 본 발명에 따르면, p형 오믹컨택층을 ITO로 형성하므로, 오믹 접촉 특성을 개선하고 투과율을 향상시켜 발광 소자의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, ITO는 공정 시 얇은 증착이 가능하므로, 발광 소자의 제조 공정을 안정화한다. 또한, 상기 ITO에 은(Ag) 등의 금속을 도핑하여 전기전도도를 향상시키며, 전류 분산 개선 및 구동전압 특성을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 상기 오믹컨택층 상에 도핑하지 않은 투명 전도체층을 형성하여 상기 오믹컨택층을 최소 두께로 형성 하면서 전류 스프레딩 개선 및 광 투과를 개선 할 수 있다.According to the present invention, since the p-type ohmic contact layer is formed of ITO, it is possible to improve the efficiency of the light emitting device by improving ohmic contact characteristics and improving transmittance. In addition, ITO can be deposited thin during the process, thereby stabilizing the manufacturing process of the light emitting device. In addition, the ITO may be doped with a metal such as silver (Ag) to improve electrical conductivity, improve current dispersion, and improve driving voltage characteristics. Furthermore, by forming an undoped transparent conductor layer on the ohmic contact layer, the ohmic contact layer may be formed to a minimum thickness, thereby improving current spreading and light transmission.
나아가, 반사층을 굴절률 차이가 큰 두 개 이상의 산화물층을 이용한 분포 브래그 리플렉터(DBR)로 형성하므로, 광의 전 파장에서 반사하도록 설계하여 반사도를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 신뢰도가 향상된 발광 소자를 제공할 수 있다.Furthermore, since the reflective layer is formed of a distributed Bragg reflector (DBR) using two or more oxide layers having a large difference in refractive index, the reflective layer may be designed to reflect at all wavelengths of light, thereby improving reflectivity. Accordingly, it is possible to provide a light emitting device having improved reliability.
또한, 제1 및 제2 패드의 사이 영역으로 연장되는 연장 부분들을 포함하는 전극들을 갖는 발광 소자를 제공함으로써, 전류 분산 효율이 향상된 발광 소자를 제공할 수 있다.In addition, by providing a light emitting device having electrodes including extending portions extending into a region between the first and second pads, a light emitting device having improved current dispersion efficiency can be provided.
나아가, 다층 구조의 전류 분산층을 채택하여, 전류 분산 효율 및 발광 효율이 향상된 발광 소자를 제공할 수 있다.Furthermore, by adopting a current dispersing layer having a multilayer structure, it is possible to provide a light emitting device having improved current dispersing efficiency and luminous efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명에 따른 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to the present invention.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도들이다.4 and 5 are plan views illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도들이다.6 to 9 are cross-sectional views for describing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 10 내지 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다.10 to 17 are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.18 is an exploded perspective view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a lighting device.
도 19은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.19 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
도 20는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.20 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.21 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a head lamp.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be embodied in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention with respect to one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description, therefore, is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is defined only by the appended claims, along with the full range of equivalents to which such claims are entitled. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the several aspects.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 발광 소자(1)는 p형 반도체층(50) 상에 형성되는 오믹컨택층(60)을 은(Ag) 등의 금속이 도핑된 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성하여 오믹 접촉 특성을 개선하고 투과율을 향상시키며, 소자 제조 공정을 안정화하여 얇은 증착을 가능하게 한다. 또한, 은(Ag) 등의 금속이 도핑된 ITO를 통해 전류 분산을 개선하고 구동전압 특성을 향상시키므로, 발광 소자(1)의 안정적인 신뢰성을 제공하고 소자의 수명을 연장시킬 수 있다. 더욱이, 상기 오믹컨택층(60) 상에 도핑하지 않은 투명 전도체층(65)을 형성하여 상기 오믹컨택층(60)을 최소 두께로 형성 하면서 전류 스프레딩 개선 및 광 투과를 개선 할 수 있다.In the
나아가, 반사층(70)을 굴절률 차이가 큰 복수개의 산화물층을 이용한 분포 브래그 리플렉터(DBR: Distributed Bragg Reflector)로 형성하여, 광의 전 파장(400 내지 700 nm)에서 반사하도록 설계한다. 이에 따라, 반사층(70)의 반사도를 향상시키고, 발광 소자(1)의 광효율을 개선할 수 있다.Furthermore, the
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 소자(1)는 기판(10) 상에 순차적으로 형성된 n형 반도체층(30), 활성층(40), p형 반도체층(50), 오믹컨택층(60), 투명 전도체층(65) 및 반사층(70)을 포함한다. 또한, 상기 발광 소자(1)는 전극(80, 90) 및 상기 기판(10)과 플립칩 본딩되는 서브 마운트 기판을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
상기 기판(10)은 발광 소자(1)를 제작하기 위한 통상의 웨이퍼를 지칭하는 것으로, 사파이어(Al2O3), 아연산화물(ZnO), 리튬-알루미나(LiAl2O3) 등의 투명 기판을 사용할 수 있다. The
일 실시예로, 상기 기판(10)은 사파이어 기판을 사용할 수 있으며, 상기 기판(10)은 최종적으로 제거될 수 있다. 상기 기판(10)이 제거된 경우, 전극(80, 90)은 기판(10)이 제거된 n형 반도체층(30) 또는 도전성 기판 상에 형성될 수 있다.In an embodiment, the
상기 기판(10) 상에 n형 반도체층(30)을 형성하기 전에 사파이어 기판과의 격자 부정합도를 줄이기 위하여, 질화알루미늄(AlN) 또는 질화갈륨(GaN)을 포함하는 버퍼층(20)을 더 형성할 수도 있다. Before the n-
상기 n형 반도체층(30)은 전자가 생성되는 층으로서, n형 불순물이 주입된 질화갈륨(GaN)을 사용할 수 있고, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 성질의 물질층으로 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 n형 AlxGa1
-
xN(0≤x≤1)을 포함하는 n형 반도체층(30)을 형성한다. The n-
또한, 상기 p형 반도체층(50)은 정공이 생성되는 층으로서, p형 불순물이 주입된 질화갈륨(GaN)을 사용할 수 있고, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 성질의 물질층으로 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 p형 AlxGa1
-
xN(0≤x≤1)을 포함하는 p형 반도체층(50)을 형성한다. In addition, the p-
뿐만 아니라, 상기 n형 반도체층(30) 및 p형 반도체층(50)으로 인륨갈륨질소(InGaN)를 사용할 수 있다. 또한, 상기 n형 반도체층(30) 및 p형 반도체층(50)은 위치가 바뀌어 형성될 수도 있고, 각각의 층은 다층으로 형성될 수도 있으며, 추가의 층이 형성될 수도 있다.In addition, indium gallium nitrogen (InGaN) may be used as the n-
상기 활성층(40)은 소정의 밴드 갭을 가지며 양자 우물이 만들어져 전자 및 정공이 재결합되어 광을 생성하는 영역으로서, 인륨갈륨질소(InGaN)를 포함하여 이루어질 수 있다. 활성층(40)을 이루는 물질의 종류에 따라 전자 및 전공이 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화되므로, 목표로 하는 파장에 따라 활성층(40)에 포함되는 반도체 재료를 조절할 수 있다. The
또한, 상기 활성층(40)은 단층, 다중 양자 우물(multi quantum well: MQW), 다중 양자 점/선(multi quantum dot/wire), 또는 양자 점/선 및 우물이 섞여 있는 층 등 다양한 방식으로 구성될 수 있다.In addition, the
이하에서는, 상기 n형 반도체층(30), 상기 활성층(40) 및 p형 반도체층(50)이 적층된 층을 발광층이라 할 수 있다.Hereinafter, the layer in which the n-
상기 전극(80, 90)은 n형 반도체층(30)으로 전자를 공급하는 n형 전극(80) 및 p형 반도체층(50)으로 정공을 공급하는 p형 전극(90)으로 구성된다. p형 반도체층(50)와 p형 전극(90) 사이에는 전기적 연결을 위한 컨택트(95)가 형성될 수 있다. The
본 실시예에서는 전극(80, 90)이 패키지보다 낮게 증착되는 것으로 설명하였다. 이 경우, 별도의 범프 또는 솔더를 이용하여 패키지(서브 마운트 기판)와 결합할 수 있다. 그러나, 이와 다르게, 상기 전극(80, 90)이 패키지와 결합되는 높이를 가지는 금속 범프로 형성될 수도 있다.In this embodiment, the
상기 p형 전극(90)은 활성층(40)으로부터의 광을, 기판(10) 측 또는 n형 반도체층(30) 측으로 반사하는데 일조한다는 관점에서 p형 반도체층(50) 위에서 반사층(70)의 전부 또는 거의 대부분을 덮는 도전성 반사막인 것이 바람직하다. 이때, 알루미늄(Al), 금(Ag)과 같은 반사율이 높은 금속이 사용될 수 있다. 또한, 니켈(Ni)/금(Au), 은(Ag)/금(Au), 티타늄(Ti)/금(Au), 니켈(Ni)/금(Au), 팔라듐(Pd)/금(Au), 또는 크롬(Cr)/금(Au) 등이 순차적으로 적층된 층구조가 적용될 수도 있다.The p-
상기 오믹컨택층(60)은 p형 반도체층(50)의 접촉 저항을 줄이기 위해 금속이 도핑된 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성된다. 상기 오믹컨택층(60)에 도핑되는 금속은 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나일 수 있다.The
상기 오믹컨택층(60)은 약 10 내지 1000Å의 두께로 형성될 수 있다. 상기 오믹컨택층(60)에서 금속의 도핑 범위는 약 0.01 % 내지 약 40 %일 수 있으며, 바람직하게는 약 0.01 % 내지 약 20 %일 수 있다. The
금속이 도핑된 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성된 오믹컨택층(60) 상에 반사층(70)을 형성한 경우, ITO를 얇은 두께로 증착이 용이하여 오믹 특성이 개선되고, 투과율 또한 높아진다. 또한, ITO는 금속에 비해 고출력 동작 시 전류 확산저항(current spreading-resistance)이 낮으므로, 광출력을 높여 발광 소자(1)의 효율을 높일 수 있다. 또한, ITO에 금속을 도핑하여 전기전도도를 향상시키고, 전류 분산 개선 및 구동 특성을 향상시킬 수 있다.When the
상기 투명 전도체층(65)은 상기 오믹컨택층(60) 상에 도핑되지 않은 ITO층으로 형성된다. 상기 투명 전도체층(65)은 상기 오믹컨택층(60)과 상이한 두께를 가지며, 상기 오믹컨택층(60)의 두께보다 상대적으로 두꺼울 수 있다.The
본 발명에서는, 상기 금속이 도핑된 ITO로 형성된 상기 오믹컨택층(60) 상에 도핑되지 않은 투명 전도체층(65)을 형성하여, 상기 오믹컨택층(60)을 최소 두께로 형성 하면서 전류 스프레딩 개선 및 광 투과를 개선할 수 있다.In the present invention, an undoped
상기 반사층(70)은 상기 오믹컨택층(60) 및 상기 투명 전도체층(65)으로부터의 광을 기판(10) 또는 기판(10)이 제거된 n형 반도체층(30) 측으로 반사하도록 상기 투명 전도체층(65) 상에 형성된다. 상기 반사층(70)은 식각되어 노출된 n형 반도체층(30) 및 전극(80)의 일부 위에 형성될 수 있다. 다만, 상기 반사층(70)이 기판(10) 반대 측의 반도체층(30, 50) 위의 모든 영역을 반드시 덮어야 하는 것은 아니다.The
본 발명에서 상기 반사층(70)의 재료로는 종래의 금속층 대신 산화물층을 사용한다. 이에 따라, 종래에 비해 오믹컨택층(60)과 투명 전도체층(65) 간의 접착력이 강화되고, 이로 인해 발광 소자(1)의 동작시 안정적인 구동 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 별도의 금속층이 필요하지 않기 때문에 그로 인한 광의 흡수를 방지함으로써 발광 효율의 향상을 기대할 수 있다. In the present invention, an oxide layer is used as a material of the
상기 반사층(70)은 서로 다른 굴절률을 갖는 다수개의 산화물층으로 이루어질 수 있다. 일 실시예로, 상기 반사층(70)은 제1 산화물층 및 상기 제1 산화물층과 다른 굴절률을 갖는 제2 산화물층으로 형성될 수 있다. 상기 산화물층은 비도전성 또는 도전성 물질일 수 있다.The
상기 반사층(70)이 도전성 물질로 형성될 경우, 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 팔라듐(Pd) 등의 금속을 포함할 수 있다.When the
상기 반사층(70)은 반사막으로 기능하되, 광의 흡수를 방지하도록 투광성 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 예를 들어, 산화규소(SiOx), 산화티타늄(TiOx), 산화탄탈륨(Ta2O5) 등의 산화물로 구성될 수 있다. 상기 반사층(70)이 산화규소(SiOx)로 이루어지는 경우에, p형 반도체층(50, 예: GaN)에 비해 낮은 굴절률을 가지므로, 임계각 이상의 광을 발광층(30, 40, 50) 측으로 일부 반사시킬 수 있게 된다. The
한편, 상기 반사층(70)이 분포 브래그 리플렉터(DBR: Distributed Bragg Reflector)로 이루어지는 경우에, 보다 많은 양의 광을 발광층(30, 40, 50) 측으로 반사시켜 광효율을 높일 수 있게 된다.On the other hand, when the
즉, 상기 반사층(70)을 서로 다른 굴절률을 갖는 다수개의 산화물층으로 형성하여 광의 전 파장(400 내지 700 nm)에서 반사하도록 설계할 수 있다. 예를 들어, 분포 브래그 리플렉터(DBR)는 산화규소(SiO2)를 포함하는 제1 산화물층과 산화티타늄(TiO2)을 포함하는 제2 산화물층을 포함할 수 있다.That is, the
본 발명에서는 p형 오믹컨택층을 ITO로 형성하므로, 오믹 접촉 특성을 개선하고 투과율을 향상시키며, 소자 제조 공정을 안정화하여 얇은 증착이 가능하다. 또한, 상기 ITO에 은(Ag) 등의 금속을 도핑하여 전기전도도를 향상시키며, ITO를 통해 전류 분산 개선 및 구동전압 특성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 반사층을 굴절률 차이가 큰 2개 이상의 산화물을 이용한 분포 브래그 리플렉터(DBR)로 구성하여 전 파장(400 내지 700 nm)에서 광을 반사하도록 설계하여 종래 금속 반사층을 대체하면서도 반사도를 향상시킬 수 있다.In the present invention, since the p-type ohmic contact layer is formed of ITO, the ohmic contact property is improved, the transmittance is improved, and the device fabrication process is stabilized to enable thin deposition. In addition, the ITO may be doped with a metal such as silver (Ag) to improve electrical conductivity, and the ITO may improve current distribution and drive voltage characteristics. Furthermore, the reflective layer may be configured to reflect light at all wavelengths (400 to 700 nm) by using a distributed Bragg reflector (DBR) using two or more oxides having a large refractive index difference, thereby improving reflectivity while replacing the conventional metal reflective layer. .
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 발광 소자(3)는, 반사층을 제외하고 도 1의 발광 소자(1)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 도 1의 발광 소자(1)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.The
도 2를 참조하면, 발광 소자(3)의 반사층(70a, 70b)은 분포 브래그 리플렉터(70a)와 p형 반도체층(50)보다 낮은 굴절률을 가지는 유전체 막(70b)으로 된 이중 구조를 가질 수 있다. Referring to FIG. 2, the
정밀성을 요하는 분포 브래그 리플렉터(70a)의 증착에 앞서, 일정 두께의 유전체 막(70b)을 형성함으로써, 발광층(30, 40, 50) 위에 존재하는 이질적이면서 이형(異形)을 가지는 증착물(50, 60, 80, 90)에도 불구하고, 분포 브래그 리플렉터(70a)를 안정적으로 제조할 수 있게 되며, 광의 반사에도 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 유전체 막(70b)의 물질은 산화규소(SiO2)을 사용할 수 있으며, 그 두께는 약 0.2㎛ 내지 1.0㎛로 형성할 수 있다. Prior to the deposition of the distributed
분포 브래그 리플렉터(70a)의 경우에 산화티타늄(TiO2)/산화규소(SiO2)의 조합으로 구성되는 경우 각 층은 주어진 파장의 1/4의 광학 두께를 가지도록 설계되며, 그 조합의 수는 4 내지 20 페어(pairs)로 형성할 수 있다. 너무 얇은 두께의 경우 동작전압의 상승을 야기할 수 있기 때문이다. In the case of the
본 발명에서는 p형 오믹컨택층을 ITO로 형성하므로, 오믹 접촉 특성을 개선하고 투과율을 향상시키며, 소자 제조 공정을 안정화하여 얇은 증착이 가능하다. 또한, 분포 브래그 리플렉터 하부에 유전체 막을 형성하여 보다 안정적인 제조 공정을 진행할 수 있고, 발광 소자 제조 이후에도 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.In the present invention, since the p-type ohmic contact layer is formed of ITO, the ohmic contact property is improved, the transmittance is improved, and the device fabrication process is stabilized to enable thin deposition. In addition, by forming a dielectric film under the distribution Bragg reflector, a more stable manufacturing process may be performed, and the reliability of the product may be improved even after manufacturing the light emitting device.
본 발명은 오믹컨택층 및 반사층을 적용할 수 있는 경우라면, 도 1 및 도 2와 같은 플립칩형의 발광 소자뿐만 아니라 다른 변형된 플립칩형에 적용이 가능하다. 또한, 플립칩형에 한정되지 않고, 탑에미트(top-emitting light emitting diode; TELED) 형 및 수직형 LED(VLED) 등 발광 소자의 유형을 가리지 않고 적용될 수 있을 것이다.If the ohmic contact layer and the reflective layer can be applied, the present invention can be applied to not only flip chip type light emitting devices as shown in FIGS. 1 and 2 but also other modified flip chip types. In addition, the present invention is not limited to the flip chip type, and may be applied to any type of light emitting device such as a top-emitting light emitting diode (TELED) type and a vertical LED (VLED).
도 3a 내지 도 3g는 본 발명에 따른 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to the present invention.
본 실시예에 따른 발광 소자의 제조 방법은, 도 1의 발광 소자(1) 및 도 2의 발광 소자(3)와 실질적으로 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.In the method of manufacturing the light emitting device according to the present embodiment, components substantially the same as those of the
본 실시예는 웨이퍼 레벨에서 다수의 발광 셀을 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결하여 소자의 크기를 줄이고, 적정 전압 및 전류에 구동되도록 하여 조명용으로 사용가능하며 교류 전원에서도 구동할 수 있는 발광 소자를 제공한다. This embodiment provides a light emitting device that can be used for lighting and can be driven by an AC power source by reducing the size of the device by driving a plurality of light emitting cells in series, parallel or series-parallel at the wafer level, and driving at an appropriate voltage and current. do.
도 3a를 참조하면, 기판(10) 상에 발광층, 즉 n형 반도체층(30), 활성층(40) 및 p형 반도체층(50)을 순차적으로 형성한다. Referring to FIG. 3A, a light emitting layer, that is, an n-
상기 기판(10)은 발광 소자를 제작하기 위한 통상의 웨이퍼를 지칭하는 것으로, 사파이어(Al2O3), 아연산화물(ZnO), 리튬-알루미나(LiAl2O3) 등의 투명 기판을 사용할 수 있다. 일 실시예로, 상기 기판(10)은 사파이어 기판을 사용할 수 있으며, 상기 기판(10)은 최종적으로 제거될 수 있다. The
다른 실시예로서, 상기 기판(10) 상에 n형 반도체층(30)을 형성하기 전에 사파이어 기판과의 격자 부정합도를 줄이기 위하여, AlN 또는 GaN을 포함하는 버퍼층(미도시)을 더 형성할 수도 있다. In another embodiment, a buffer layer (not shown) including AlN or GaN may be further formed to reduce the lattice mismatch with the sapphire substrate before the n-
상기 n형 반도체층(30)은 전자가 생성되는 층으로서, n형 불순물이 주입된 질화갈륨(GaN)을 사용할 수 있고, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 성질의 물질층으로 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 n형 AlxGa1
-
xN(0≤x≤1)을 포함하는 n형 반도체층(30)을 형성한다. The n-
또한, 상기 p형 반도체층(50)은 정공이 생성되는 층으로서, p형 불순물이 주입된 질화갈륨(GaN)을 사용할 수 있고, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 성질의 물질층으로 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 p형 AlxGa1
-
xN(0≤x≤1)을 포함하는 p형 반도체층(50)을 형성한다. In addition, the p-
뿐만 아니라, 상기 n형 반도체층(30) 및 p형 반도체층(50)으로 인륨갈륨질소(InGaN)를 사용할 수 있다. 또한, 상기 n형 반도체층(30) 및 p형 반도체층(50)은 위치가 바뀌어 형성될 수도 있고, 각각의 층은 다층으로 형성할 수도 있으며, 추가의 층이 형성될 수도 있다.In addition, indium gallium nitrogen (InGaN) may be used as the n-
상기 활성층(40)은 소정의 밴드 갭을 가지며 양자 우물이 만들어져 전자 및 정공이 재결합되어 광을 생성하는 영역으로서, 인륨갈륨질소(InGaN)를 포함하여 이루어질 수 있다. 활성층(40)을 이루는 물질의 종류에 따라 전자 및 전공이 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화된다. 따라서, 목표로 하는 파장에 따라 활성층(40)에 포함되는 반도체 재료를 조절할 수 있다. The
상술한 물질층들은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PCVD; Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등을 포함한 다양한 증착 및 성장 방법을 통해 형성될 수 있다.The above-described material layers may include metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma chemical vapor deposition (PCVD), molecular beam growth (MBE), and molecular beam growth (MBE). It can be formed through a variety of deposition and growth methods, including Beam Epitaxy), Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE).
이후, 도 3b에 도시한 바와 같이 p형 반도체층(50), 활성층(40) 및 n형 반도체층(30)의 일부를 제거하여 발광 셀 간을 분리한다. 이를 위해 p형 반도체층(50) 상에 소정의 마스크 패턴을 형성한 다음, 상기 마스크 패턴에 의해 노출된 영역의 p형 반도체층(50), 활성층(40) 및 n형 반도체층(30)을 식각하여 다수의 발광 셀을 전기적으로 분리할 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 3B, portions of the p-
그리고, 소정의 식각 공정을 통해 p형 반도체층(50) 및 활성층(40)의 일부를 제거하여 n형 반도체층(30)의 일부를 노출한다. 예를 들어, p형 반도체층(50) 상에 소정의 식각 마스크 패턴을 형성한 다음, 건식/습식 식각 공정을 실시하여 p형 반도체층(50) 및 활성층(40)을 제거하여 n형 반도체층(30)을 노출시킨다. A portion of the n-
이는 상술한 공정에 한정되지 않고, 공정상 편의를 위해 다양하게 변경될 수 있다. 즉, 먼저 소정의 식각 공정을 통해 p형 반도체층(50) 및 활성층(40)의 일부를 제거하여 n형 반도체층(30)의 일부를 노출하고, 기판(10) 상에 다수 개의 발광 셀을 형성하기 위해 노출된 n형 반도체층(30)의 소정 영역을 기판(10)이 노출되도록 제거할 수도 있다.This is not limited to the above-described process, and may be variously changed for convenience of the process. That is, first, a portion of the n-
도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 p형 반도체층(50) 상에는 p형 반도체층(50)의 접촉저항을 줄이기 위해 금속이 도핑된 ITO(Indium Tin Oxide)로 오믹컨택층(60) 및 도핑되지 않은 ITO로 투명 전도체층(65)을 형성한다. As shown in FIG. 3C, the
상기 오믹컨택층(60)를 형성하기 위해 먼저 상기 p형 반도체층(50) 상에 ITO(Indium Tin Oxide)를 증착한다. ITO는 스패터링 타겟(Spattering Target)으로 가공하여, 투명 도전막을 얻을 수도 있고, ITO를 용해하여 스프레이를 하거나, 기판을 용액에 침적시키는 방법으로 투명 도전막을 얻을 수도 있다. 또는, 폴리에틸렌 등의 필름에 ITO를 피복한 투명전도성 필름을 부착할 수도 있으며, 필요에 따라 다양한 공정을 적용할 수 있다.Indium tin oxide (ITO) is first deposited on the p-
ITO는 약 10 내지 1000Å의 두께로 형성될 수 있다. ITO가 증착되면 금속을 도핑한다. 상기 금속은 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 금속의 도핑 범위는 약 0.01 % 내지 약 40 %일 수 있으며, 바람직하게는 약 0.01 % 내지 약 20 %일 수 있다.ITO may be formed to a thickness of about 10-1000 kPa. When ITO is deposited, the metal is doped. The metal is silver (Ag), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), cadmium (Cd), gallium (Ga), aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti), molybdenum ( Mo, nickel (Ni), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium (Ru) and palladium (Pd). The doping range of the metal may be about 0.01% to about 40%, preferably about 0.01% to about 20%.
형성된 상기 오믹컨택층(60) 상에 상기 오믹컨택층(60)과 동일한 물질인 ITO를 형성하여 상기 투명 전도체층(65)을 형성한다. 다만, 상기 투명 전도체층(65)은 도핑되지 않은 ITO로 형성한다. 상기 투명 전도체층(65)은 상기 오믹컨택층(60)과 상이한 두께를 갖도록 증착할 수 있으며, 상기 오믹컨택층(60)의 두께보다 상대적으로 두껍게 증착할 수 있다.The
본 발명에서는, 상기 금속이 도핑된 ITO로 형성된 상기 오믹컨택층(60) 상에 도핑되지 않은 투명 전도체층(65)을 형성하여, 상기 오믹컨택층(60)을 최소 두께로 형성 하면서 전류 스프레딩 개선 및 광 투과를 개선할 수 있다.In the present invention, an undoped
도 3d를 참조하면, 상기 투명 전도체층(65) 상에 광을 반사하기 위한 반사층(70)을 형성한다. 상기 반사층(70)의 재료로는 종래의 금속층 대신 산화물층을 사용한다. 상기 산화물층은 비도전성 또는 도전성 물질일 수 있다.Referring to FIG. 3D, a
상기 반사층(70)이 도전성 물질로 형성될 경우, 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 팔라듐(Pd) 등의 금속을 포함할 수 있다.When the
상술한 바와 같이, 은(Ag) 등의 금속이 도핑된 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성된 오믹컨택층(60) 및 ITO로 형성된 상기 투명 전도체층(65) 상에 반사층(70)을 형성한 경우 오믹컨택층(60)을 얇은 두께로 증착이 용이하여 오믹 특성이 개선되고, 투과율이 높아진다. 또한, 상기 오믹컨택층(60)에 은(Ag) 등의 금속을 도핑하여 전기전도도를 향상시키고, 전류 분산 개선 및 구동 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, when the
이에 따라, 종래에 비해 오믹컨택층(60) 및 투명 전도체층(65)과 반사층(70) 간의 접착력이 강화되고, 이로 인해 발광 소자의 동작시 안정적인 구동 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 별도의 금속층이 필요하지 않기 때문에 그로 인한 광의 흡수를 방지함으로써 발광 효율의 향상을 기대할 수 있다. As a result, the adhesion between the
상기 반사층(70)은 서로 다른 굴절률을 갖는 다수개의 산화물층으로 이루어질 수 있다. 일 실시예로, 상기 반사층(70)은 제1 산화물층 및 상기 제1 산화물층과 다른 굴절률을 갖는 제2 산화물층으로 형성될 수 있다. The
상기 반사층(70)은 반사막으로 기능하되, 광의 흡수를 방지하도록 투광성 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 예를 들어, 산화규소(SiOx), 산화티타늄(TiOx), 산화탄탈륨(Ta2O5) 등의 산화물로 구성될 수 있다. 상기 반사층(70)이 산화규소(SiOx)로 이루어지는 경우에, p형 반도체층(50, 예: GaN)에 비해 낮은 굴절률을 가지므로, 임계각 이상의 광을 발광층(30, 40, 50) 측으로 일부 반사시킬 수 있게 된다. The
한편, 상기 반사층(70)이 분포 브래그 리플렉터(DBR: Distributed Bragg Reflector)로 이루어지는 경우에, 보다 많은 양의 광을 발광층(30, 40, 50) 측으로 반사시켜 광효율을 높일 수 있게 된다.On the other hand, when the
즉, 상기 반사층(70)이 서로 다른 굴절률을 갖는 다수개의 산화물층으로 형성하여 광의 전 파장(400 내지 700 nm)에서 반사하도록 설계할 수 있다. 예를 들어, 분포 브래그 리플렉터(DBR)는 산화규소(SiO2)를 포함하는 제1 산화물층과 산화티타늄(TiO2)을 포함하는 제2 산화물층을 포함할 수 있다.That is, the
예를 들어, 상기 반사층(70)을 형성하기 위해 적용되는 증착온도는 20도 내지 1500도 범위 내에서, 증착기 내의 압력은 대기압 내지 10 내지 12 토르(torr)에서 수행할 수 있다. 또한, 상기 반사층(70)을 형성한 후에는 열처리(annealing) 과정을 거칠 수 있다. 예를 들어, 열처리는 반응기 내의 온도를 100도 내지 800도에서 진공 또는 가스 분위기에서 10초 내지 3시간 정도 수행할 수 있다. 열처리시 반응기 내에 투입되는 가스는 질소, 아르곤, 헬륨, 산소, 수소, 공기 중 적어도 하나 이상의 기체가 적용될 수 있다.For example, the deposition temperature applied to form the
상기 반사층(70)은 활성층(40)으로부터의 광을, 성장에 사용되는 기판(10) 측 또는 기판(10)이 제거된 경우에 n형 반도체층(30) 측으로 반사하도록 p형 반도체층(50) 상에 형성된다.The
상기 반사층(70)은 식각되어 노출된 n형 반도체층(30) 및 전극(80) 일부의 위에 형성될 수 있다. 상기 반사층(70)이 기판(10) 반대 측의 반도체층(30, 50) 위의 모든 영역을 반드시 덮어야 하는 것은 아니다. The
다른 실시예로서, 도 2의 발광 소자(3)와 같이, 상기 반사층은 분포 브래그 리플렉터(70a)와 p형 반도체층(50)보다 낮은 굴절률을 가지는 유전체 막(70b)으로 된 이중 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 유전체 막(70b)은 산화규소(SiO2)로 약 0.2㎛ 내지 1.0㎛로 증착할 수 있다.In another embodiment, as in the
분포 브래그 리플렉터(70a)의 경우에 산화티타늄(TiO2)/산화규소(SiO2)의 조합으로 형성할 수 있고, 각 층은 주어진 파장의 1/4의 광학 두께를 가지도록 설계되며, 그 조합의 수는 4 내지 20 페어(pairs)로 형성할 수 있다. In the case of the
이후, 소정의 배선 형성 공정을 통해 인접한 발광 셀간의 n형 반도체층(30)과 p형 반도체층(50)을 연결한다. 즉, 일 발광 셀의 노출된 n형 반도체층(30)과 이와 인접한 다른 일 발광 셀의 p형 반도체층(50)을 배선(85)으로 연결한다. 이 때 브리지(Bridge) 공정 또는 스텝 커버(Step Cover) 등의 공정을 통해 각기 인접한 발광 셀의 n형 반도체층(30)과 p형 반도체층(50) 간을 전기적으로 연결하는 도전성 배선(85)을 형성한다. Thereafter, the n-
상술한 브리지 공정은 에어브리지 공정이라고도 하며, 서로 연결할 칩 간에 포토 공정을 이용해 감광액을 도포하고 현상하여 감광막 패턴을 형성하고, 그 위에 금속 등의 물질을 진공 증착 등의 방법으로 먼저 박막으로 형성하고, 다시 그 위에 전기 도금(electroplating), 무전해 도금(electroplating) 또는 금속 증착 등의 방법으로 금을 포함하는 도전성 물질을 일정 두께로 도포한다. 이후, 솔벤트 등의 용액으로 감광막 패턴을 제거하면 도전성 물질의 하부는 다 제거되고 브리지 형태의 도전성 물질만이 공간에 형성된다. The bridge process described above is also referred to as an air bridge process, by using a photo process between the chips to be connected to each other by using a photo process to form a photoresist pattern, and then forming a material such as metal on the first thin film by a method such as vacuum deposition, Again, a conductive material containing gold is applied to a predetermined thickness by a method such as electroplating, electroplating or metal deposition. Subsequently, when the photoresist pattern is removed with a solution such as a solvent, the lower portion of the conductive material is removed and only the bridge-shaped conductive material is formed in the space.
또한, 스텝 커버 공정은 서로 연결할 칩 간에 포토 공정을 이용해 감광액을 도포하고, 현상하여 서로 연결될 부분만을 남기고 다른 부분은 감광막 패턴으로 뒤덮고, 그 위에 전기 도금, 무전해 도금 또는 금속 증착 등의 방법으로 금을 포함하는 도전성 물질을 일정 두께로 도포한다. 이어서, 솔벤트 등의 용액으로 감광막 패턴을 제거하면 도전성 물질이 덮인 이외의 부분은 다 제거되고 이 덮혀진 부분 만이 남아 연결할 칩 사이를 전기적으로 연결시키는 역할을 하게 되다. In addition, the step cover process uses a photo process between the chips to be connected to each other using a photo process, and develops, leaving only the portions to be connected to each other, and covering the other portions with a photoresist pattern, and on top of it by electroplating, electroless plating or metal deposition. Applying a conductive material containing a predetermined thickness. Subsequently, when the photoresist pattern is removed with a solution such as a solvent, all portions other than the conductive material are covered and only the covered portions remain to electrically connect the chips to be connected.
상기의 배선(85)으로는 금속뿐만 아니라 도전성을 갖는 모든 물질들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 탄탈륨(Ta) 또는 그 합금으로 형성할 수 있다. As the
발광 셀의 일 가장자리에 위치한 p형 반도체층(50)과 다른 일 가장자리에 위치한 n형 반도체층(30) 상에 각각 p형 금속 범프(90) 및 n형 금속 범프(80)를 형성한다. 상기 p형 및 n형 금속범프(80, 90)로는 팔라듐(Pd), 주석(Sn), 금(Au), 게르마늄(Ge), 구리(Cu), 비스무트(Bi), 카드뮴(Cd), 아연(Zn), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 티타늄(Ti) 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있고, 이들의 합금을 사용할 수 있다. The p-type metal bumps 90 and the n-type metal bumps 80 are formed on the p-
다른 실시예로써, 금속 범프(80, 90)를 낮게 증착하여 전극으로 형성하고, 별개의 범프 또는 솔더를 더 형성할 수도 있다.As another example, the metal bumps 80 and 90 may be deposited to form a low electrode, and may further form a separate bump or solder.
이로써, 도 3e에 도시한 바와 같이 다수의 발광 셀이 도전성 배선(85)에 의해 전기적으로 연결된 발광 셀 블록(100)이 형성된다. 이러한 발광 셀 블록(100)의 제조 공정은 상술한 방법에 한정되지 않고 다양한 변형과 다양한 물질막이 더 추가될 수 있다. As a result, as illustrated in FIG. 3E, the light emitting
예를 들어, 도 3a와 같이 기판(10) 상에 n형 반도체층(30), 활성층(40), p형 반도체층(50)을 형성하고, 그 상면에 오믹컨택층(60), 투명 전도체층(65)과 반사층(70)을 형성한 후, 발광 셀 간의 분리 및 n형 반도체층(30)의 노출을 위한 식각 공정을 진행할 수 있다. 또한, 상기 노출된 n형 반도체층(30) 상에 전류의 공급을 원활히 하기 위해 크롬(Cr), 금(Au)등을 포함하는 별도의 오믹 금속층을 더 형성할 수도 있다. For example, as shown in FIG. 3A, the n-
다음으로, 도 3f에 도시한 바와 같은 서브 마운트 기판(200)을 마련한다. 서브 마운트 기판(200)은 기판(210)과, 상기 기판 상부에 형성된 다수의 본딩층(230)과, 일 가장자리에 위치한 p형 본딩 패드(220)와, 다른 일 가장자리에 위치한 n형 본딩 패드(225)를 포함한다. Next, a
이 때, 기판(210)으로는 열전도성이 우수한 탄화규소(SiC), 규소(Si), 게르마늄(Ge), 실리콘게르마늄(SiGe), 질화알루미늄(AlN), 금속 등을 사용한다. 본 실시예에서는 열전도성이 우수하며 절연 성질을 갖는 질화알루미늄(AlN)을 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고, 열전도율이 크며 전기 전도성이 우수한 금속성 물질을 사용할 수 있다. 상기 본딩층(230)과 n형 본딩 패드(225) 및 p형 본딩 패드(220)는 전기 전도성이 우수한 금속을 사용한다. 이는 스크린 인쇄 방법으로 형성하거나, 소정의 마스크 패턴을 이용한 증착 공정을 통해 형성할 수 있다. In this case, silicon carbide (SiC), silicon (Si), germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), aluminum nitride (AlN), metal, and the like having excellent thermal conductivity may be used as the
이후, 앞서 설명한 발광 셀 블록(100)과, 서브 마운트 기판(200)을 플립칩 본딩 하여 발광 소자를 제작한다. Thereafter, the light emitting
도 3g를 참조하면, 본 발명의 발광 소자는 발광 셀 블록(100)과 서브 마운트 기판(200)을 플립칩 본딩하되, 발광 셀 상부에 형성된 금속 범프(80, 90)에 의해 본딩한다. 발광 셀 블록(100) 내의 일 가장자리에 위치한 p형 금속 범프(90)는 서브 마운트 기판(200)의 p형 본딩 패드(220)에 접속되고, 타 가장자리에 위치한 n형 금속 범프(80)는 서브 마운트 기판(200)의 n형 본딩 패드(225)에 접속된다. 이 때, 열 또는 초음파(ultrasonic)를 이용하거나, 열과 초음파를 동시에 사용하여 본딩할 수 있다. 상기 발광 셀 블록(100)과 서브 마운트 기판(200)의 본딩은 상술한 방법에 한정되지 않고, 다양한 본딩 방법에 의해 플립칩 본딩될 수 있다.Referring to FIG. 3G, the light emitting device of the present invention flip-bonds the light emitting
금속 범프(80, 90)의 위치는 이에 한정되지 않고, 상기 브리지 배선(85)의 전기 흐름을 방해하지 않는다면 플립칩 본딩에 영향을 주지 않는 다른 적절한 위치에 형성할 수 있다. 또한, 발광 셀 블록(100) 내의 발광 셀에 금속 범프(80, 90)가 형성되지 않고, 서브 마운트 기판(200)에 금속 범프(80, 90)가 형성될 수도 있다. The position of the metal bumps 80 and 90 is not limited thereto, and may be formed at another suitable position that does not affect flip chip bonding if it does not disturb the electrical flow of the
본 실시예는 플립칩 본딩 이전에 브리지 배선(85)을 통해 이미 전기적 연결이 완료된 상태이므로, 플립칩 본딩시 전기적 연결을 위해 별도의 패턴을 형성하거나, 그에 따라 정확한 얼라인을 고려해야 하는 등의 번거로움을 줄일 수 있는 장점이 있다. In this embodiment, since the electrical connection is already completed through the
상술한 본 발명의 발광 소자의 제조 공정은 일 실시예일뿐 이에 한정되지 않고, 다양한 공정과 제조 방법이 소자의 특성 및 공정의 편의에 따라 변경되거나 추가될 수 있다. 본 실시예는 발광 셀 블록(100)의 제조시 브리지(Bridge) 공정 또는 스텝 커버(Step Cover) 등의 공정을 통해 각기 인접한 발광 셀의 n형 반도체층(30)과 p형 반도체층(50)을 전기적으로 연결하는 브리지 배선(85)을 형성한 후, 서브 마운트 기판(200)과 플립칩 본딩하여 발광 소자를 제조하였다. 그러나 이에 한정되지 않고, 발광 셀 블록(100)과 서브 마운트 기판(200)의 플립칩 본딩시 금속 범프를 이용하여 인접한 발광 셀의 n형 반도체층(30)과 p형 반도체층(50)이 전기적으로 연결되도록 할 수도 있다.The manufacturing process of the light emitting device of the present invention described above is not limited thereto, and various processes and manufacturing methods may be changed or added according to the characteristics of the device and the convenience of the process. In the present embodiment, the n-
이로써, 플립칩 형태의 다수의 발광 셀들이 서브 마운트 기판 상에 어레이된 발광 소자를 제조할 수 있다. 상기 발광 셀들은 원하는 목적에 따라 직렬, 병렬 또는 직병렬로 다양하게 연결될 수 있다. As a result, a light emitting device in which a plurality of light emitting cells in a flip chip form is arranged on a sub-mount substrate may be manufactured. The light emitting cells may be variously connected in series, in parallel, or in parallel and according to a desired purpose.
이러한 본 발명의 발광 소자는 p형 반도체층 상의 오믹컨택층을 통해 p형 반도체층의 저항을 줄이고, 오믹컨택층과 반사층 간의 강화된 접착성으로 인해 안정적인 전력-전압 구동 특성을 갖고 발광 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며 발광 소자의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 종래 형성했던 별도의 금속층 대신 산화물을 포함하는 반사층을 형성함으로써 그로 인한 광의 흡수를 막고 광의 반사를 원활히 하여 개선된 광효율을 얻을 수 있다. The light emitting device of the present invention reduces the resistance of the p-type semiconductor layer through the ohmic contact layer on the p-type semiconductor layer, and has a stable power-voltage driving characteristic due to the enhanced adhesion between the ohmic contact layer and the reflective layer and the reliability of the light emitting device. It can improve the and can extend the life of the light emitting device. In addition, by forming a reflective layer including an oxide instead of a separate metal layer, which has been conventionally formed, it is possible to prevent the absorption of light and smoothly reflect the light, thereby obtaining improved light efficiency.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도들이며, 도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도들이다.4 and 5 are plan views illustrating light emitting devices according to embodiments of the present invention, and FIGS. 6 to 9 are cross-sectional views illustrating light emitting devices according to embodiments of the present invention.
도 4 및 도 5는 각각 상기 발광 소자의 평면을 도시한다. 특히, 도 5는 상기 발광 소자의 평면을 도시하되, 설명의 편의를 위하여 제1 패드(181), 제2 패드(183) 및 절연층(170)을 생략하여 도시한다. 도 6은 도 5의 A-A'선에 대응하는 부분의 단면을 도시하고, 도 7은 도 5의 B-B'선에 대응하는 부분의 단면을 도시하며, 도 8은 도 5의 C-C'선에 대응하는 부분의 단면을 도시하며, 도 9는 도 5의 D-D'선에 대응하는 부분의 단면을 도시한다.4 and 5 respectively show a plane of the light emitting element. In particular, FIG. 5 illustrates a plan view of the light emitting device, and for convenience of description, the
도 4 내지 도 9를 참조하면, 상기 발광 소자는, 발광 구조체(120), 전류 분산층(130), 제1 전극(140), 제2 전극(160), 절연층(170)을 포함한다. 나아가, 상기 발광 소자는 기판(110), 전류 차단층(150), 제1 패드(181) 및 제2 패드(183)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자는 사각형의 평면 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 상기 발광 소자는 대체로 정방형의 평면 형상을 가질 수 있으며, 제1 측면(101), 제2 측면(102), 제1 측면(101)에 반대하여 위치하는 제3 측면(103), 및 제2 측면(102)에 반대하여 위치하는 제4 측면(104)을 포함할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.4 to 9, the light emitting device includes a
기판(110)은 발광 구조체(120)를 성장시킬 수 있는 기판이면 한정되지 않으며, 예를 들어, 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 질화갈륨 기판, 질화알루미늄 기판 등일 수 있다. 본 실시예에 있어서, 기판(110)은 패턴 된 사파이어 기판(Patterned Sapphire Substrate; PSS)일 수 있다. 상기 발광 소자에 있어서, 기판(110)은 생략될 수 있다. 기판(110)이 발광 구조체의 성장 기판으로서 이용된 경우, 기판(110)은 공지의 기술을 이용하여 발광 구조체(120)로부터 분리되어 제거될 수 있다. 또한, 기판(110)은 별도의 성장 기판에서 성장된 발광 구조체(120)를 지지하는 지지기판일 수도 있다.The
발광 구조체(120)는 제1 도전형 반도체층(121), 제1 도전형 반도체층(121) 상에 위치하는 활성층(123), 및 활성층(123) 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층(125)을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)은 Ⅲ-Ⅴ 계열 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121)은 n형 불순물 (예를 들어, Si)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(125)은 p형 불순물 (예를 들어, Mg)을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대일 수도 있다. 활성층(123)은 다중양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있다.The
발광 구조체(120)는 제2 도전형 반도체층(125) 및 활성층(123)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(121)이 부분적으로 노출되는 영역을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 발광 구조체(120)는 제2 도전형 반도체층(125) 및 활성층(123)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(121)의 일부를 노출시키는 적어도 하나의 홀(127a, 127b)을 포함할 수 있다.The
구체적으로, 도 5를 참조하면, 적어도 하나의 홀(127a, 127b)은 제1 홀(127a) 및 제2 홀(127b)을 포함할 수 있다. 제1 홀(127a)은 대체로 원형 또는 다각형의 평면 형상을 가질 수 있다. 제2 홀(127b)은 제1 홀(127a)에 비해 임의의 방향으로 기다랗게 연장되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 제2 홀(127b)은 상대적으로 큰 폭을 갖는 부분 및 상대적으로 작은 폭을 갖는 부분을 포함할 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 제1 홀(127a)은 원형의 평면 형상을 가지며, 복수로 형성될 수 있다. 제2 홀(127b)은 제1 측면(101)으로부터 제3 측면(103)을 향해 연장되는 형태로 형성될 수 있으며, 복수로 형성될 수 있다. 이때, 제2 홀(127b)의 형상은, 상대적으로 큰 폭을 갖는 부분으로부터 제3 측면(103)을 향해 연장되는 형태일 수 있으며, 제3 측면(103)을 향해 연장되는 부분은 상대적으로 작은 폭을 가질 수 있다. 또한, 제2 홀(127b)의 상대적으로 큰 폭을 갖는 부분은 제1 홀(127a)과 대체로 동일한 폭 및 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 제2 홀(127b)들은 대체로 일정한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 하나의 제2 홀(127b)에 있어서, 제2 홀(127b)의 일부는 제1 패드(181)의 하부에 위치할 수 있고, 제2 홀(127b)의 또 다른 일부는 제2 패드(183)의 하부에 위치할 수 있다. 즉, 제2 홀(127b)들 중 적어도 하나는 제1 패드(181)의 하부로부터 제2 패드(183)의 하부까지 연장되는 형태로 형성될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 5, at least one
전류 차단층(150)은 발광 구조체(120) 상에, 특히 제2 도전형 반도체층(125) 상에 부분적으로 위치한다. 전류 차단층(150)은 제2 전극(160)이 위치하는 부분에 대응하여 위치할 수 있다. 전류 차단층(150)은 제1 전류 차단층(151) 및 제2 전류 차단층(153)을 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 전류 차단층(151, 153)은 각각 제2 전극(160)의 제1 연결전극(161) 및 제2 연결전극(163)의 위치에 대응하여 위치할 수 있다. 또한, 제2 전류 차단층(153)은, 각각 제2 연결전극(163)의 주전극(163a) 및 연장전극(163b)의 위치에 대응하여 위치하는 주전류 차단층(153a) 및 부전류 차단층(153b)을 포함할 수 있다. The
전류 차단층(150)은 제2 전극(160)으로 공급된 전류가 제2 도전형 반도체층(125)에 직접적으로 도통되어, 상기 제2 전극(160)의 하부에 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전류 차단층(150)은 전기적 절연성을 가질 수 있고, 절연성 물질을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 전류 차단층(130)은 SiOx 또는 SiNx
등을 포함할 수 있고, 또는 굴절률이 다른 절연성 물질층들이 적층된 분포 브래그 반사기를 포함할 수도 있다. 전류 차단층(150)은 광 투과성을 가질 수도 있고, 광 반사성을 가질 수도 있으며, 또한 선택적 광 반사성을 가질 수도 있다. 또한, 전류 차단층(150)은 그 위에 형성되는 제2 전극(160)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 전극(160)은 전류 차단층(150)이 형성되는 영역 내 상에 위치할 수 있다. The
전류 분산층(130)은 제2 도전형 반도체층(125) 상에 위치할 수 있다. 나아가, 전류 분산층(130)은 전류 차단층(150)을 덮을 수 있으며, 적어도 하나의 홀(127a, 127b)을 노출시키는 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다. 전류 분산층(130)은 제2 도전형 반도체층(125)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(125)과 오믹 컨택을 형성할 수 있다. 전류 분산층(130)은 발광 구조체(120)의 상면을 대체로 전체적으로 덮을 수 있고, 도시된 바와 같이, 발광 구조체(120) 상면의 외곽 테두리를 따라 형성될 수 있다. 또한, 전류 분산층(130)은 적어도 하나의 홀(127a, 127b)의 테두리를 따라 형성되어, 적어도 하나의 홀(127a, 127b)을 노출시킬 수 있다. The current spreading
이러한 전류 분산층(130)을 통해 주입된 전류가 발광 구조체(120)의 상부에서 수평방향으로 고르게 분산될 수 있어, 발광 소자의 전류 분산이 개선될 수 있다. 전류 분산층(130)은 금속, 도전성 산화물과 같은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전류 분산층(130)은 ITO, ZnO, IZO, GZO, AZO등과 같은 도전성 산화물, Ni/Au와 같은 광 투과성 금속층, 및 Ni, Pt, Pd, Rh, W, Ti, Al, Mg, Ag, Cr, Au등과 같은 금속을 포함할 수 있다.The current injected through the current spreading
또한, 몇몇 실시예들에서, 전류 분산층(130)은 다층 구조로 이루어질 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(125) 상에 위치하는 하부 전류 분산층(131), 및 상기 하부 전류 분산층(131) 상에 위치하는 상부 전류 분산층(133)을 포함할 수 있다. 하부 전류 분산층(131)과 상부 전류 분산층(133)은 서로 다른 전기전도도를 가질 수 있다. 또한, 하부 전류 분산층(131)과 상부 전류 분산층(133)은 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다.In addition, in some embodiments, the current spreading
하부 전류 분산층(131)은 제2 도전형 반도체층(125)에 오믹 컨택될 수 있다. 또한, 하부 전류 분산층(131)은 소정의 도펀트가 도핑된 도전성 산화물로 형성될 수 있고, 이에 따라, 하부 전류 분산층(131)과 제2 도전형 반도체층(125) 간의 계면에서의 접촉 저항을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 하부 전류 분산층(131)은 도펀트가 도핑된 ITO, ZnO 등을 포함할 수 있으며, 상기 도펀트는 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 전류 분산층(130)은 Ga, Al 및 In 중 적어도 하나로 도핑된 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 이 경우, 하부 전류 분산층(131)은 상기 Ga, Al 및 In 중 적어도 하나로 도핑된 투명 도전성 산화물로 형성될 수 있다. 하부 전류 분산층(131)은 약 10 내지 1000Å의 두께를 가질 수 있다. 하부 전류 분산층(131)에 대한 상기 도펀트의 도핑 농도는 약 0.01 at% 내지 약 40 at%일 수 있으며, 바람직하게는 약 0.01 at% 내지 약 20 at%일 수 있다. The lower current spreading
상부 전류 분산층(133)은 하부 전류 분산층(131) 상에 위치할 수 있다. 상부 전류 분산층(133)은 하부 전류 분산층(233)에 비해 높은 투과율 및 낮은 시트 저항(sheet resistance)을 가질 수 있다. 예를 들어, 하부 전류 분산층(131)이 도펀트로 도핑된 ITO 또는 ZnO로 형성된 경우, 상부 전류 분산층(133)은 하부 전류 분산층(131)에 비해 두꺼운 두께를 가지며 언도핑된 ITO 또는 ZnO로 형성될 수 있다. 언도핑된 도전성 산화물은 도핑된 도전성 산화물에 비해 높은 광 투과도를 갖고, 상대적으로 두꺼운 두께를 가짐으로써 비교적 낮은 수평 저항, 즉 시트 저항을 갖는다. 전류 분산층(130)의 전체 두께는 제한되지 않으나, 예컨대, 약 10000Å이하일 수 있고, 나아가, 약 5000Å 내지 9000Å일 수 있으며, 더 나아가, 약 6000Å 또는 약 8000Å의 두께로 형성될 수 있다.The upper current spreading
전류 분산층(130)이 금속이 도핑된 하부 전류 분산층(131) 및 언도핑된 상부 전류 분산층(133)을 포함하는 경우, 하부 및 상부 전류 분산층(131, 133) 각각은 도 1을 참조하여 설명한 실시예에서의 오믹컨택층(60) 및 투명 전도체층(65) 각각과 유사할 수 있다.When the current spreading
이와 같이, 상대적으로 얇은 두께를 갖고, 금속성의 도펀트가 도핑된 ITO, ZnO 등으로 형성된 하부 전류 분산층(131)을 제2 도전형 반도체층(125)과 전기적 접촉을 형성하도록 함으로써, 하부 전류 분산층(131)에서의 광 투과율이 높아질 수 있고, 오믹 특성이 향상될 수 있다. 또한, 상대적으로 두꺼운 두께를 갖고 언도핑된 ITO, ZnO 등으로 상부 전류 분산층(133)을 형성함으로써, 수평 방향으로의 전류 분산 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 실시예에 따르면, 상기 발광 소자가 하부 및 상부 전류 분산층(131, 133)의 다층 구조를 갖는 전류 분산층(130)을 포함함으로써, 오믹 특성 및 전류 분산 효율이 향상되어 발광 소자의 순방향 전압(Vf)을 감소시킬 수 있고, 또한, 광 투과도 개선을 통해 발광 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, the lower
다양한 실시예들에서, 전류 분산층(130)은 단일층으로 형성될 수도 있다. 이때, 단일층의 전류 분산층(130)은 오믹 특성 및 광 투과율이 개선된 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류 분산층(130)은 ITO에 비해 광 투과도가 높은 ZnO로 형성된 단일층을 포함할 수 있다. In various embodiments, current spreading
절연층(170)은 발광 구조체(120) 및 전류 분산층(130)의 상면을 덮되, 제1 및 제2 전극(140, 160)의 위치를 노출시키는 개구부들을 포함할 수 있다. 또한, 절연층(170)은 하부 절연층(171) 및 상부 절연층(173)을 포함할 수 있다. 이하, 하부 절연층(171)과 상부 절연층(173)에 관하여 별도로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The insulating
하부 절연층(171)은 발광 구조체(120)의 측면 및 상면과, 전류 분산층(130)을 덮되, 전류 분산층(130)의 일부를 노출시키는 개구부들을 포함할 수 있다. 또한, 하부 절연층(171)은 적어도 하나의 홀(127a, 127b)의 측면을 덮을 수 있으며, 적어도 하나의 홀(127a, 127b)의 하부에 노출되는 제1 도전형 반도체층(121)을 부분적으로 노출시키는 개구부들을 포함할 수 있다. 하부 절연층(171)의 개구부들에 의해 노출되는 부분들은 제1 및 제2 전극(140, 160)의 위치에 대응할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 개구부들에 의하여, 제1 홀(127a) 및 제2 홀(127b)을 통해 노출되는 제1 도전형 반도체층(121)의 일부가 노출될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 홀(127a, 127b)들의 측면은 적어도 부분적으로 하부 절연층(171)에 덮일 수 있다. 또한, 상기 하부 절연층(171)의 개구부들에 의하여 노출되는 전류 분산층(130)의 부분들은 전류 차단층(150)의 상부에 위치하는 부분들일 수 있다. The lower
하부 절연층(171)은 절연성의 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, SiO2, SiNx, MgF2 등을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 하부 절연층(171)은 하부 절연층(171) 상에 형성되는 다른 층들에 대한 기반층(basal layer) 역할을 할 수도 있다. 예컨대, 상부 절연층(173)이 분포 브래그 반사기를 포함하는 경우, 하부 절연층(171)은 상기 분포 브래그 반사기가 안정적으로 형성될 수 있도록 하는 기반층 역할을 할 수 있다. 상기 분포 브래그 반사기가 교대로 적층된 TiO2층/SiO2층의 구조를 갖는 경우, 하부 절연층(171)은 소정 두께 이상의 두께를 갖는 SiO2층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 소정 두께는 약 0.2㎛ 내지 1.0㎛일 수 있다.The lower
우수한 품질의 분포 브래그 반사기를 형성하려면, 분포 브래그 반사기가 증착되는 기반층의 막질 및 표면 특성이 우수한 것이 좋다. 따라서, 소정 두께 이상의 두께로 하부 절연층(171)을 형성함으로써 하부 절연층(171) 상에 상기 분포 브래그 반사기를 안정적으로 제조할 수 있다.To form a high quality distributed Bragg reflector, it is desirable that the film quality and surface properties of the base layer on which the distributed Bragg reflector is deposited are excellent. Therefore, the distribution Bragg reflector can be stably manufactured on the lower insulating
제1 전극(140)은 제1 도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결된다. 제1 전극(140)은 제1 도전형 반도체층(121)이 노출된 부분 상에 위치하여, 제1 도전형 반도체층(121)과 오믹 컨택할 수 있다. 특히, 제1 전극(140)은 적어도 하나의 홀(127a, 127b)을 통해 제1 도전형 반도체층(121)과 오믹 컨택할 수 있다. 또한, 제1 전극(140)은 제1 패드(181)와 전기적으로 연결된다. 본 실시예에 있어서, 제1 전극(140)은 적어도 하나의 제1 오믹컨택 전극(141) 및 제2 오믹컨택 전극(143)을 포함할 수 있다. The
제1 오믹컨택 전극(141)은 제1 홀(127a)들 중 적어도 일부 내에 위치할 수 있으며, 제1 홀(127a)을 부분적으로 노출시키는 하부 절연층(171)의 개구부를 통해 제1 도전형 반도체층(121)과 오믹 컨택할 수 있다. 제1 홀(127a)이 복수로 형성된 경우, 제1 오믹컨택 전극(141)은 상기 복수의 제1 홀(127a)들 내에 위치할 수 있다. 또한, 제1 오믹컨택 전극(141)은 제1 패드(181)가 형성되는 영역과 상하 방향으로 중첩되도록 위치할 수 있다. 즉, 제1 오믹컨택 전극(141)은 제1 패드(181)의 하부에 위치하며, 나아가, 제1 패드(181)가 형성되는 영역의 내에 위치할 수 있다. 따라서, 제1 오믹컨택 전극(141)은 제1 패드(181)와 접촉될 수 있다. 제2 오믹컨택 전극(143)은 주컨택홀(127a) 및 부컨택홀(127b) 내에 위치할 수 있다. The first
제2 오믹컨택 전극(143)은 제2 홀(127b)들 중 적어도 일부 내에 위치할 수 있으며, 제1 홀(127a)을 부분적으로 노출시키는 하부 절연층(171)의 개구부를 통해 제1 도전형 반도체층(121)과 오믹 컨택할 수 있다. 제2 홀(127b)이 복수로 형성된 경우, 제2 오믹컨택 전극(143)은 상기 복수의 제2 홀(127b)들 내에 위치할 수 있다. 제2 오믹컨택 전극(143)은 제2 홀(127b)이 연장되는 방향을 따라 연장되는 형태로 형성될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 제2 오믹컨택 전극(143)은 제1 측면(101)으로부터 제3 측면(103)을 향하는 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 특히, 제2 오믹컨택 전극(143)은 제1 패드(181)의 하부에 위치하는 주전극(143a) 및 상기 주전극(143a)으로부터 연장되어 제1 패드(181)와 제2 패드(183)의 사이 영역의 하부에 위치하는 연장전극(143b)을 포함할 수 있다. 따라서, 주전극(143a)은 제1 패드(181)와 접촉하되, 연장전극(143b)은 제2 패드(183) 측으로 연장될 수 있다. 나아가, 연장전극(143b)은 제2 패드(183)의 하부까지 더 연장될 수 있다. 이에 따라, 제1 패드(181)와 접촉하는 주전극(143a)을 통해 주입되는 전자가, 연장전극(143b)으로 용이하게 분산될 수 있다. 따라서, 주전극(143a)의 하부에 위치하는 제1 도전형 반도체층(121)에 전류가 집중되는 것을 완화시켜, 전류 분산 효율을 향상시킬 수 있다. 주전극(143a)의 폭은 연장전극(143b)의 폭보다 클 수 있고, 이에 따라, 전류가 주전극(143a)을 통해 제2 오믹컨택 전극(143)으로 원활하게 주입될 수 있다.The second
제2 전극(160)은 전류 분산층(130) 상에 위치하며, 전류 분산층(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 특히, 제2 전극(160)은 전류 차단층(150)의 상부에 위치할 수 있고, 이에 따라, 제2 전극(160)과 전류 차단층(150)의 사이에 전류 분산층(130)이 부분적으로 개재될 수 있다. 또한, 제2 전극(160)은 제2 패드(183)와 전기적으로 연결되며, 제2 전극(160)을 통해 전류 분산층(130)과 제2 패드(183)가 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(160)은 적어도 하나의 제1 연결전극(161) 및 적어도 하나의 제2 연결전극(163)을 포함할 수 있다.The
제1 연결전극(161)은 하부 절연층(171)의 개구부들을 통해 전류 분산층(130)과 접촉할 수 있다. 또한, 제1 연결전극(161)은 제2 패드(183)가 형성되는 영역과 상하 방향으로 중첩되도록 위치할 수 있다. 즉, 제1 연결전극(161)은 제2 패드(183)의 하부에 위치할 수 있으며, 나아가, 제2 패드(183)가 형성되는 영역의 내에 위치할 수 있다. 따라서, 제1 연결전극(161)은 제2 패드(183)와 접촉될 수 있다. 제1 연결전극(161)이 복수로 형성된 경우, 복수의 제1 연결전극(161)들은 서로 이격될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 제1 연결전극(161)들은 서로 연결될 수도 있다.The
제2 연결전극(163)의 적어도 일부는 제2 패드(183)가 형성되는 되는 영역과 상하 방향으로 중첩되도록 위치할 수 있다. 제2 연결전극(163)은 제2 패드(183)의 하부에 위치하여 제2 패드(183)와 접촉되는 주전극(163a) 및 주전극(163a)으로부터 연장된 연장전극(163b)을 포함할 수 있다. 연장전극(163b)은 제2 패드(183)로부터 제1 패드(181)에 가까워지는 방향으로 연장될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 연장 전극(163b)은 제3 측면(103)으로부터 제1 측면(101)을 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 연장전극(163b)은 제1 패드(181)와 제2 패드(183)의 사이 영역의 하부로 연장될 수 있고, 나아가, 제1 패드(181)의 하부까지 연장될 수 있다. 제1 패드(181)의 하부까지 연장된 연장전극(163b)의 부분은, 후술하는 상부 절연층(173)에 의해 제1 패드(181)와 전기적으로 절연된다. 이와 같이, 제2 연결전극(163)이 제1 패드(181)의 하부까지 연장되는 연장전극(163b)을 포함함으로써, 제1 및 제2 패드(161, 163)의 사이 영역의 하부 및 제1 패드(181)의 하부에 위치하는 제2 도전형 반도체층(125)의 부분까지 원활하게 전류를 분산시킬 수 있고, 주전극(163a)의 하부에 위치하는 제2 도전형 반도체층(125)에 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다.At least a portion of the
한편, 연장전극(163b)은 주전극(163a)보다 좁은 폭을 가질 수 있다. 따라서, 주전극(163a)을 통해 제2 패드(183)로부터 제2 연결전극(163)에 원활하게 전류가 주입되고, 주입된 전류는 연장전극(163b)을 통해 원활하게 분산될 수 있다. On the other hand, the
또한, 제1 전극(140)의 적어도 일부는 복수의 제2 전극(160)들의 사이에 배치될 수 있고, 제2 전극(160)의 적어도 일부는 복수의 제1 전극(140)들의 사이에 배치될 수 있다. 도 5 등에 도시된 바와 같이, 제2 연결전극(163)이 복수로 형성된 경우, 제1 전극(140)의 적어도 일부는 연장전극(163b)들의 사이에 위치할 수 있다. 제1 및 제2 오믹컨택 전극(141, 143)은 2개의 제2 전극(160)들의 사이에 위치할 수 있다. 이에 따라, 전류가 더욱 효율적으로 분산될 수 있다.In addition, at least a portion of the
또한, 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)의 적어도 일부는 하부 절연층(171)의 상면을 더 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 전극(140, 160)의 적어도 일부는, 하부 절연층(171)의 개구부들을 채우며, 나아가, 상기 개구부 주변의 하부 절연층(171)의 상면을 더 덮을 수 있다.In addition, at least a portion of the
상부 절연층(173)은 하부 절연층(171)을 덮고, 또한, 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)을 부분적으로 덮는다. 상부 절연층(173)은 제1 전극(140) 및 제2 전극(160) 각각을 적어도 부분적으로 노출시키는 개구부들을 갖는다. The upper insulating
먼저, 제1 전극(140)의 제1 오믹컨택 전극(141) 및 제2 오믹컨택 전극(143)의 적어도 일부는 상부 절연층(173)의 개구부들에 노출되며, 상기 개구부들을 통해 제1 패드(181)와 전기적으로 접촉될 수 있다. 특히, 제2 오믹컨택 전극(143)의 주전극(143a)의 적어도 일부는 상부 절연층(173)의 개구부에 노출되고, 제2 오믹컨택 전극(143)의 연장전극(143b)은 상부 절연층(173)에 덮인다. 따라서, 제2 패드(183)의 하부에 위치하는 연장전극(143b)은 상부 절연층(173)을 통해 제2 패드(183)와 절연된다First, at least some of the first
제2 전극(160)의 제1 연결전극(161)의 적어도 일부는 상부 절연층(173)의 개구부들에 노출되며, 상기 개구부들을 통해 제2 패드(183)와 전기적으로 접촉될 수 있다. 제2 전극(160)의 제2 연결전극(163)의 일부는 상부 절연층(173)의 개구부들에 노출되되, 나머지 일부는 상부 절연층(173)에 덮일 수 있다. 구체적으로, 제2 연결전극(163)의 주전극(163a)의 적어도 일부는 상부 절연층(173)의 개구부에 노출되고, 연장전극(163b)은 상부 절연층(173)에 덮인다. 따라서, 제1 패드(181)의 하부에 위치하는 연장전극(163b)은 상부 절연층(173)을 통해 제1 패드(181)와 절연된다.At least a portion of the
이와 같이, 제1 및 제2 패드(161, 163)의 사이 영역의 하부에 위치하는 제1 및 제2 전극(240, 250)의 부분들이 상부 절연층(173)에 덮여 절연됨으로써, 제1 및 제2 패드(161, 163)의 사이 영역에서 솔더 또는 불순물 등에 의한 전기적 쇼트를 방지할 수 있다.As such, portions of the first and second electrodes 240 and 250 positioned below the region between the first and
한편, 상부 절연층(173)은 하부 절연층(171)은 절연성의 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, SiO2, SiNx, MgF2 등을 포함할 수 있다. 또한, 상부 절연층(173)은 분포 브래그 반사기를 포함할 수 있다. 상기 분포 브래그 반사기는 굴절률이 서로 다른 유전체층들이 반복 적층되어 형성될 수 있으며, 예컨대, 상기 유전체층들은 TiO2
, SiO2, HfO2, ZrO2, Nb2O5등을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상부 절연층(173)은 교대로 적층된 TiO2층/SiO2층의 구조를 가질 수 있다. 분포 브래그 반사기의 각 층은 특정 파장의 1/4의 광학 두께를 가질 수 있으며, 4 내지 20 페어(pairs)로 형성할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상부 절연층(173)이 다중층으로 이루어지는 경우, 상부 절연층(173)의 최상부층은 SiNx로 형성될 수 있다. SiNx로 형성된 층은 방습성이 우수하여, 발광 소자를 습기로부터 보호할 수 있다.On the other hand, the upper insulating
상부 절연층(173)이 분포 브래그 반사기를 포함하는 경우, 하부 절연층(171)은 분포 브래그 반사기의 막질을 향상시킬 수 있는 기반층 내지 계면층의 역할을 할 수 있다. 예컨대, 하부 절연층(171)은 약 0.2㎛ 내지 1.0㎛ 두께의 SiO2로 형성되고, 상부 절연층(173)은 TiO2층/SiO2층이 소정 주기로 반복 적층된 분포 브래그 반사기로 형성될 수 있다. 이때, 상부 절연층(173)의 층들 중 하부 절연층(171)과 접하는 층은 TiO2층일 수 있다.When the upper insulating
상기 분포 브래그 반사기는 비교적 높은 가시광에 대한 반사율을 가질 수 있다. 상기 분포 브래그 반사기는 입사각이 0~60°이고, 파장이 400~700nm인 광에 대해 90% 이상의 반사율을 갖도록 설계될 수 있다. 상술한 반사율을 갖는 분포 브래그 반사기는 분포 브래그 반사기를 형성하는 복수의 유전체층들의 종류, 두께, 적층 주기등을 제어함으로써 제공될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 장파장의 광(예컨대, 550nm 내지 700nm) 및 상대적으로 단파장의 광(예컨대, 400nm 내지 550nm)에 대해 높은 반사율을 갖는 분포 브래그 반사기를 형성할 수 있다. The distributed Bragg reflector may have a reflectance for relatively high visible light. The distributed Bragg reflector may be designed to have a reflectance of 90% or more for light having an incident angle of 0 to 60 ° and a wavelength of 400 to 700 nm. The distributed Bragg reflector having the reflectivity described above may be provided by controlling the type, thickness, lamination period, etc. of the plurality of dielectric layers forming the distributed Bragg reflector. Accordingly, it is possible to form a distributed Bragg reflector having a high reflectance for relatively long wavelength light (eg, 550 nm to 700 nm) and relatively short wavelength light (eg 400 nm to 550 nm).
이와 같이, 분포 브래그 반사기가 넓은 파장대의 광에 대해 높은 반사율을 갖도록, 상기 분포 브래그 반사기는 다중 적층 구조를 포함할 수 있다. 즉, 상기 분포 브래그 반사기는 제1 두께를 갖는 유전체층들이 적층된 제1 적층 구조, 제2 두께를 갖는 유전체층들이 적층된 제2 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 분포 브래그 반사기는 가시광의 중심 파장(약 550nm)의 광에 대해 1/4의 광학 두께보다 작은 두께를 갖는 유전체층들이 적층된 제1 적층 구조, 및 가시광의 중심 파장(약 550nm)의 광에 대해 1/4의 광학 두께보다 두꺼운 두께를 갖는 유전체층들이 적층된 제2 적층 구조를 포함할 수 있다. 나아가, 상기 분포 브래그 반사기는, 가시광의 중심 파장(약 550nm)의 광에 대해 1/4의 광학 두께보다 두꺼운 두께를 갖는 유전체층과 상기 광에 대해 1/4의 광학 두께보다 얇은 두께를 갖는 유전체층이 반복 적층된 제3 적층 구조를 더 포함할 수 있다.As such, the distributed Bragg reflector may comprise a multi-layered structure such that the Distributed Bragg reflector has a high reflectance for light in a wide wavelength range. That is, the distributed Bragg reflector may include a first stacked structure in which dielectric layers having a first thickness are stacked and a second stacked structure in which dielectric layers having a second thickness are stacked. For example, the distributed Bragg reflector includes a first stacked structure in which dielectric layers having a thickness less than 1/4 optical thickness for light having a center wavelength of visible light (about 550 nm), and a center wavelength of visible light (about 550 nm) And a second stacked structure in which dielectric layers having a thickness thicker than an optical thickness of 1/4 for the light of the stacked structure are stacked. Further, the distributed Bragg reflector may include a dielectric layer having a thickness thicker than 1/4 optical thickness for light having a central wavelength of visible light (about 550 nm) and a dielectric layer having a thickness thinner than 1/4 optical thickness for the light. It may further comprise a third stacked structure laminated repeatedly.
발광 구조체(120)의 상면을 거의 전반적으로 덮는 상부 절연층(173)의 분포 브래그 반사기에 광이 반사됨으로써, 상기 발광 소자의 발광 효율이 향상될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 전류 분산층(130)은 다중층으로 형성되어 광 투과도가 비교적 높게 형성될 수 있으므로, 분포 브래그 반사기에 흡수된 광이 전류 분산층(130)에 흡수되어 소실되는 비율이 감소될 수 있어, 상기 발광 소자의 발광 효율이 향상될 수 있다.By reflecting light to the distribution Bragg reflector of the upper insulating
또한, 상부 절연층(173)은 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)의 상면을 부분적으로 덮을 수 있다. 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 전극(140) 및 제2 전극(160) 중 적어도 일부는 하부 절연층(171)의 상면을 더 덮을 수 있고, 상부 절연층(173)은 제1 전극(140) 및 제2 전극(160) 중 적어도 일부의 상면을 더 덮을 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(140) 및 제2 전극(160) 중 적어도 일부는 하부 절연층(171)과 상부 절연층(173)의 사이에 개재될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)이 안정적으로 고정될 수 있어, 전극들(140, 160)의 박리로 인한 순방향 전압 상승 및 발광 패턴의 변화 등이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 발광 소자의 전기적 및 광학적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, the upper insulating
한편, 본 실시예에서, 절연층(170)은 하부 절연층(171) 및 상부 절연층(173)을 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 몇몇 실시예들에서, 절연층(170)은 별도로 형성되지 않고, 단일층 또는 다중층으로 이루어진 한 개의 층으로 형성될 수 있다. 이 경우, 전극들(140, 160)은 절연층(170)의 사이에 끼인 부분을 갖지 않을 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the insulating
제1 패드(181)와 제2 패드(183)는 상부 절연층(173) 상에 위치한다. 제1 패드(181) 및 제2 패드(183)는 각각 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)에 전기적으로 연결된다. 특히, 제1 패드(181)는 제1 오믹컨택 전극(141) 및 제2 오믹컨택 전극(143)의 일부와 접촉될 수 있고, 제2 패드(183)는 제2 연결전극(163)의 일부, 및 제1 연결전극(161)과 접촉될 수 있다.The
덧붙여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자는, 방열 패드(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 방열 패드는 절연층(170) 상에 위치하여, 제1 및 제2 전극(140, 160)과 전기적으로 절연될 수 있다.In addition, the light emitting device according to another embodiment of the present invention may further include a heat radiation pad (not shown). The heat dissipation pad may be positioned on the insulating
본 실시예에서 설명한 기술적 특징 및 구성은 본 명세서에서 개시하는 다른 다양한 실시예들에도 다양하게 적용될 수 있다.The technical features and configurations described in the present embodiment may be variously applied to various other embodiments disclosed in the present specification.
도 10 내지 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다.10 to 17 are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to still another embodiment of the present invention.
본 실시예의 도면들에서, 각각의 도면의 (a)는 평면도를 도시하며, (b)는 (a) 평면도의 D-D'선에 대응하는 부분의 단면을 도시하는 단면도이다. 도 4 내지 도 9의 실시예에 따른 발광 소자에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 이하 상세한 설명은 생략한다.In the drawings of this embodiment, (a) of each drawing shows a plan view, and (b) is a sectional view showing a cross section of a portion corresponding to the line D-D 'of (a) the plan view. The same configuration as that described in the light emitting device according to the embodiment of FIGS. 4 to 9 will be omitted below.
도 10을 참조하면, 성장 기판(110) 상에 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)을 포함하는 발광 구조체(120)를 형성한다.Referring to FIG. 10, the
성장 기판(110)은 발광 구조체(120)를 성장시킬 수 있는 기판이면 한정되지 않는다. 예를 들어, 성장 기판(110)은 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 질화갈륨 기판, 질화알루미늄 기판 등일 수 있다. 발광 구조체(120)는 유기금속화학증착(Metal-organic chemical vapor deposition; MOCVD), 수소화물기상증착(Hydride vapor phase epitaxy; HVPE), 또는 분자선 증착(Molecular beam epitaxy; MBE) 등의 방법을 이용하여 성장될 수 있다. The
또한, 도 10에서 단일 소자에 대응하는 성장 기판(110) 및 발광 구조체(120)를 도시하고 있으나, 본 실시예는 성장 기판(110) 상에 발광 구조체(120)가 성장된 웨이퍼를 이용하는 경우에도 대체로 동일하게 적용될 수 있다. 이 경우, 상기 웨이퍼로부터 복수의 발광 소자가 제조될 수 있다.In addition, although the
도 11을 참조하면, 발광 구조체(120)를 부분적으로 제거하여, 적어도 하나의 홀(127a, 127b)을 형성한다.Referring to FIG. 11, at least one
적어도 하나의 홀(127a, 127b)은 패터닝 공정을 통해 형성될 수 있으며, 예컨대, 사진 및 식각 공정을 통해 제2 도전형 반도체층(125) 및 활성층(123)을 부분적으로 제거함으로써 제공될 수 있다. 적어도 하나의 홀(127a, 127b)을 형성하는 것은 제1 홀(127a) 및 제2 홀(127b)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 홀(127a, 127b)은 제1 전극(140)이 형성되는 영역에 대응할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 홀(127a, 127b)의 배치는 발광 소자의 전류 분산을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다.The at least one
이어서, 도 12를 참조하면, 제2 도전형 반도체층(125) 상에 전류 차단층(150)을 형성한다. 전류 차단층(150)은 후술하는 공정에서 형성되는 제2 전극(160)이 형성될 영역에 대응하여 형성될 수 있다. 전류 차단층(150)을 형성하는 것은, 제1 연결전극(161)의 위치에 대응하는 제1 연결전극 전류 차단층(151) 및 제2 연결전극(163)의 위치에 대응하는 제2 연결전극 전류 차단층(153)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 제2 연결전극 전류 차단층(153)은 주전극 전류 차단층(153a) 및 연장전극 전류 차단층(153b)을 포함할 수 있다.Next, referring to FIG. 12, a
전류 차단층(150)은 절연성 물질을 포함할 수 있으며, 공지의 방법을 통해 제2 도전형 반도체층(125) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링, 전자선 증착, 또는 도포 및 경화를 통해 발광 구조체(120)의 전면에 형성된 전류 차단층을 형성하고, 습식 또는 건식 식각을 이용한 패터닝 공정을 통해 도시된 바와 같은 전류 차단층(150)이 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 포토레지스트 등으로 형성된 마스크를 먼저 형성하고, 전류 차단층(150)을 증착한 후, 상기 포토레지스트를 제거하는 리프트 오프 공정을 통해 도시된 바와 같은 전류 차단층(150)이 형성될 수도 있다.The
도 13을 참조하면, 제2 도전형 반도체층(125) 상에 전류 차단층(150)을 덮는 전류 분산층(130)을 형성한다.Referring to FIG. 13, a current spreading
전류 분산층(130)은 도전성 산화물을 포함할 수 있고, 예컨대, ITO, ZnO 등을 포함할 수 있다. 또한, 전류 분산층(130)을 형성하는 것은, 하부 전류 분산층(131) 및 상부 전류 분산층(133)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 하부 및 상부 전류 분산층(131, 133)은 별도의 공정을 통해 순차적으로 형성될 수 있으며, 또한, 서로 다른 공정을 통해 형성될 수도 있다. 예컨대, 하부 전류 분산층(131)은 금속을 포함하는 도펀트로 도핑된 ITO로 형성될 수 있고, 상부 전류 분산층(133)은 언도핑된 ITO로 형성될 수 있다. 이때, 하부 및 상부 전류 분산층(231, 233)은 전자선 증착 또는 스퍼터링 방식을 통해 형성될 수 있으며, 또한, 서로 다른 방식을 통해 형성될 수 있다. 이러한 도전성 산화물을 포함하는 전류 분산층(130)은 식각 공정을 통해 패터닝될 수 있다.The current spreading
다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전류 분산층(130)이 금속으로 형성되는 경우, 상기 전류 분산층(130)은 도금, 증착 등을 방식을 통해 형성될 수 있고, 리프트 오프 공정을 통해 패터닝될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and when the current spreading
본 실시예에서, 적어도 하나의 홀(127a, 127b)을 형성하고, 전류 차단층(150)을 형성한 후, 전류 분산층(130)을 형성하는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이와 달리, 전류 차단층(150)을 형성하고, 전류 분산층(130)을 형성한 후, 전류 분산층(130)과 발광 구조체(120)를 동일 공정에서 식각하여 적어도 하나의 홀(127a, 127b)을 형성할 수도 있다.In the present embodiment, it is described that at least one
이어서, 도 14를 참조하면, 발광 구조체(120) 및 전류 분산층(130)을 부분적으로 덮는 하부 절연층(171)을 형성한다. 하부 절연층(171)을 형성하는 것은, 발광 구조체(120) 및 전류 분산층(130)의 전면에 SiO2 등과 같은 절연 물질을 증착하고, 패터닝 공정을 통해 제1 및 제2 개구부(171a, 171b)를 형성하는 것을 포함할 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 14, a lower insulating
제1 개구부(171a)는 적어도 일부의 제1 및 제2 홀(127a, 127b)을 노출시킬 수 있고, 제2 개구부(171b)는 전류 분산층(130)을 부분적으로 노출시킬 수 있다. 제1 및 제2 개구부(171a, 173b)는 각각 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)이 형성되는 위치에 대응될 수 있다.The
다음, 도 15를 참조하면, 하부 절연층(171)의 제1 및 제2 개구부(171a, 173b)를 적어도 부분적으로 채우는 제1 및 제2 전극(140, 160)을 형성한다. 제1 및 제2 전극(140, 160)은 동일 공정을 통해 형성될 수 있으며, 증착 및 리프트 오프 공정을 통해 형성될 수 있다. 제1 및 제2 전극(140, 160)이 동일 공정을 통해 형성되고, 다층 구조로 형성되는 경우, 제1 및 제2 전극(140, 160)는 동일한 다층 구조로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 및 제2 전극(140, 160)은 서로 다른 물질 및 다른 층으로 형성될 수 있으며, 이 경우, 제1 및 제2 전극(140, 160)은 별도의 공정을 통해 형성될 수도 있다. 또한, 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)은 각각 제1 및 제2 개구부(171a, 171b) 주변의 하부 절연층(171)의 상면을 더 덮을 수 있다.Next, referring to FIG. 15, first and
본 실시예에서, 하부 절연층(171)을 먼저 형성하고, 이어서 제1 및 제2 전극(140, 160)을 형성하는 것으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다양한 실시예에서, 제1 및 제2 전극(140, 160)을 형성하고, 이어서 발광 구조체(120) 및 전류 분산층(130)을 부분적으로 덮는 하부 절연층(171)을 형성할 수도 있다. 이 경우, 하부 절연층(171)은 제1 및 제2 전극(140, 160)의 측면으로부터 이격될 수도 있고, 제1 및 제2 전극(140, 160)의 측면을 적어도 부분적으로 덮을 수도 있으며, 나아가, 제1 및 제2 전극(140, 160)의 상면을 부분적으로 덮을 수도 있다.In the present exemplary embodiment, the lower insulating
이어서, 도 16을 참조하면, 하부 절연층(171) 상에 제1 및 제2 전극(140, 160)을 부분적으로 덮는 상부 절연층(173)을 형성한다. 상부 절연층(173)은 굴절률이 서로 다른 물질이 교대로 적층된 분포 브래그 반사기로 형성될 수 있으며, 이때, 하부 절연층(171)은 분포 브래그 반사기의 계면층 내지 기반층의 역할을 할 수 있다. 상부 절연층(173)은 공지의 증착 및 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 상부 절연층(173)은 제3 및 제4 개구부(173a, 173b)를 포함할 수 있으며, 상기 제3 및 제4 개구부(173a, 173b) 각각을 통해 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)이 각각 노출될 수 있다.Next, referring to FIG. 16, an upper insulating
이어서, 도 17을 참조하면, 상부 절연층(173) 상에 제1 패드(181) 및 제2 패드(183)를 더 형성할 수 있다. 이에 따라, 도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같은 발광 소자가 제공될 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 17, the
제1 패드(181)는 상부 절연층(173)의 제3 개구부(173a)를 통해 제1 전극(140)과 접촉될 수 있다. 이와 유사하게, 제2 패드(183)는 상부 절연층(173)의 제4 개구부(173b)를 통해 제2 전극(160)과 접촉될 수 있다. 제1 및 제2 패드(161, 163)는 동일 공정으로 함께 형성될 수 있으며, 예를 들어, 사진 및 식각 기술 또는 리프트 오프 기술을 사용하여 형성될 수 있다.The
나아가, 상기 발광 소자 제조 방법은, 기판(110)을 발광 구조체(120)로부터 분리하는 것을 더 포함할 수 있다. 기판(110)은 물리적 및/또는 화학적 방법을 통해서 분리되거나 제거될 수 있다.Furthermore, the light emitting device manufacturing method may further include separating the
본 발명은 전기전도도 및 신뢰성이 향상된 발광 소자를 제공하여 발광 소자를 이용하는 제품의 수명 및 신뢰성을 향상시킨다. 또한, 발광 소자의 제조에 있어 공정을 안정화하여 제조 비용을 낮출 수 있고, 이러한 제조 공정은 탑에미트(top-emitting light emitting diode; TELED) 형, 플립칩(flip-chip)형 LED 및 수직형 LED(VLED) 제조에 적용할 수 있다. 뿐만 아니라, 수광 소자, 유기전계발광다이오드(OLED), 솔라셀, LCD, 반도체 공정 등에도 다양하게 적용할 수 있을 것이다.The present invention provides a light emitting device having improved electrical conductivity and reliability, thereby improving lifetime and reliability of a product using the light emitting device. In addition, it is possible to lower the manufacturing cost by stabilizing the process in the manufacture of light emitting devices, such manufacturing process is a top-emitting light emitting diode (TELED) type, flip-chip type LED and vertical type It can be applied to the manufacture of LED (VLED). In addition, the present invention may be variously applied to a light receiving device, an organic light emitting diode (OLED), a cell, an LCD, a semiconductor process, and the like.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.18 is an exploded perspective view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a lighting device.
도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는, 확산 커버(1010), 발광 소자 모듈(1020) 및 바디부(1030)를 포함한다. 바디부(1030)는 발광 소자 모듈(1020)을 수용할 수 있고, 확산 커버(1010)는 발광 소자 모듈(1020)의 상부를 커버할 수 있도록 바디부(1030) 상에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 18, the lighting apparatus according to the present embodiment includes a
바디부(1030)는 발광 소자 모듈(1020)을 수용 및 지지하여, 발광 소자 모듈(1020)에 전기적 전원을 공급할 수 있는 형태이면 제한되지 않는다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 바디부(1030)는 바디 케이스(1031), 전원 공급 장치(1033), 전원 케이스(1035), 및 전원 접속부(1037)를 포함할 수 있다. The
전원 공급 장치(1033)는 전원 케이스(1035) 내에 수용되어 발광 소자 모듈(1020)과 전기적으로 연결되며, 적어도 하나의 IC칩을 포함할 수 있다. 상기 IC칩은 발광 소자 모듈(1020)로 공급되는 전원의 특성을 조절, 변환 또는 제어할 수 있다. 전원 케이스(1035)는 전원 공급 장치(1033)를 수용하여 지지할 수 있고, 전원 공급 장치(1033)가 그 내부에 고정된 전원 케이스(1035)는 바디 케이스(1031)의 내부에 위치할 수 있다. 전원 접속부(115)는 전원 케이스(1035)의 하단에 배치되어, 전원 케이스(1035)와 결속될 수 있다. 이에 따라, 전원 접속부(1037)는 전원 케이스(1035) 내부의 전원 공급 장치(1033)와 전기적으로 연결되어, 외부 전원이 전원 공급 장치(1033)에 공급될 수 있는 통로 역할을 할 수 있다.The
발광 소자 모듈(1020)은 기판(1023) 및 기판(1023) 상에 배치된 발광 소자(1021)를 포함한다. 발광 소자 모듈(1020)은 바디 케이스(1031) 상부에 마련되어 전원 공급 장치(1033)에 전기적으로 연결될 수 있다.The light emitting
기판(1023)은 발광 소자(1021)를 지지할 수 있는 기판이면 제한되지 않으며, 예를 들어, 배선을 포함하는 인쇄회로기판일 수 있다. 기판(1023)은 바디 케이스(1031)에 안정적으로 고정될 수 있도록, 바디 케이스(1031) 상부의 고정부에 대응하는 형태를 가질 수 있다. 발광 소자(1021)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
확산 커버(1010)는 발광 소자(1021) 상에 배치되되, 바디 케이스(1031)에 고정되어 발광 소자(1021)를 커버할 수 있다. 확산 커버(1010)는 투광성 재질을 가질 수 있으며, 확산 커버(1010)의 형태 및 광 투과성을 조절하여 조명 장치의 지향 특성을 조절할 수 있다. 따라서 확산 커버(1010)는 조명 장치의 이용 목적 및 적용 태양에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.The
도 19은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다. 19 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
본 실시예의 디스플레이 장치는 표시패널(2110), 표시패널(2110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛 및, 상기 표시패널(2110)의 하부 가장자리를 지지하는 패널 가이드를 포함한다.The display device according to the present exemplary embodiment includes a
표시패널(2110)은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 액정층을 포함하는 액정표시패널일 수 있다. 표시패널(2110)의 가장자리에는 상기 게이트 라인으로 구동신호를 공급하는 게이트 구동 PCB가 더 위치할 수 있다. 여기서, 게이트 구동 PCB는 별도의 PCB에 구성되지 않고, 박막 트랜지스터 기판상에 형성될 수도 있다.The
백라이트 유닛은 적어도 하나의 기판 및 복수의 발광 소자(2160)를 포함하는 광원 모듈을 포함한다. 나아가, 백라이트 유닛은 바텀커버(2180), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 더 포함할 수 있다.The backlight unit includes a light source module including at least one substrate and a plurality of light emitting
바텀커버(2180)는 상부로 개구되어, 기판, 발광 소자(2160), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 수납할 수 있다. 또한, 바텀커버(2180)는 패널 가이드와 결합될 수 있다. 기판은 반사 시트(2170)의 하부에 위치하여, 반사 시트(2170)에 둘러싸인 형태로 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 반사 물질이 표면에 코팅된 경우에는 반사 시트(2170) 상에 위치할 수도 있다. 또한, 기판은 복수로 형성되어, 복수의 기판들이 나란히 배치된 형태로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 단일의 기판으로 형성될 수도 있다.The
발광 소자(2160)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 발광 소자(2160)들은 기판 상에 일정한 패턴으로 규칙적으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 발광 소자(2160) 상에는 렌즈(2210)가 배치되어, 복수의 발광 소자(2160)들로부터 방출되는 광을 균일성을 향상시킬 수 있다.The
확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)은 발광 소자(2160) 상에 위치한다. 발광 소자(2160)로부터 방출된 광은 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 거쳐 면 광원 형태로 표시패널(2110)로 공급될 수 있다. The diffusion plate 2131 and the
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 직하형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.As such, the light emitting device according to the embodiments of the present invention may be applied to the direct type display device as the present embodiment.
도 20는 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다. 20 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment is applied to a display device.
본 실시예에 따른 백라이트 유닛이 구비된 디스플레이 장치는 영상이 디스플레이되는 표시패널(3210), 표시패널(3210)의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함한다. 나아가, 상기 디스플레이 장치는, 표시패널(3210)을 지지하고 백라이트 유닛이 수납되는 프레임(240) 및 상기 표시패널(3210)을 감싸는 커버(3240, 3280)를 포함한다.The display device including the backlight unit according to the present exemplary embodiment includes a
표시패널(3210)은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 액정층을 포함하는 액정표시패널일 수 있다. 표시패널(3210)의 가장자리에는 상기 게이트 라인으로 구동신호를 공급하는 게이트 구동 PCB가 더 위치할 수 있다. 여기서, 게이트 구동 PCB는 별도의 PCB에 구성되지 않고, 박막 트랜지스터 기판상에 형성될 수도 있다. 표시패널(3210)은 그 상하부에 위치하는 커버(3240, 3280)에 의해 고정되며, 하부에 위치하는 커버(3280)는 백라이트 유닛과 결속될 수 있다.The
표시패널(3210)에 광을 제공하는 백라이트 유닛은 상면의 일부가 개구된 하부 커버(3270), 하부 커버(3270)의 내부 일 측에 배치된 광원 모듈 및 상기 광원 모듈과 나란하게 위치되어 점광을 면광으로 변환하는 도광판(3250)을 포함한다. 또한, 본 실시예의 백라이트 유닛은 도광판(3250) 상에 위치되어 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(3230), 도광판(3250)의 하부에 배치되어 도광판(3250)의 하부방향으로 진행하는 광을 표시패널(3210) 방향으로 반사시키는 반사시트(3260)를 더 포함할 수 있다.The backlight unit for providing light to the
광원 모듈은 기판(3220) 및 상기 기판(3220)의 일면에 일정 간격으로 이격되어 배치된 복수의 발광 소자(3110)를 포함한다. 기판(3220)은 발광 소자(3110)를 지지하고 발광 소자(3110)에 전기적으로 연결된 것이면 제한되지 않으며, 예컨대, 인쇄회로기판일 수 있다. 발광 소자(3110)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. 광원 모듈로부터 방출된 광은 도광판(3250)으로 입사되어 광학 시트들(3230)을 통해 표시패널(3210)로 공급된다. 도광판(3250) 및 광학 시트들(3230)을 통해, 발광 소자(3110)들로부터 방출된 점 광원이 면 광원으로 변형될 수 있다.The light source module includes a
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 에지형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.As such, the light emitting device according to the embodiments of the present invention may be applied to the edge type display device as the present embodiment.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.21 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a head lamp.
도 21을 참조하면, 상기 헤드 램프는, 램프 바디(4070), 기판(4020), 발광 소자(4010) 및 커버 렌즈(4050)를 포함한다. 나아가, 상기 헤드 램프는, 방열부(4030), 지지랙(4060) 및 연결 부재(4040)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 21, the head lamp includes a
기판(4020)은 지지랙(4060)에 의해 고정되어 램프 바디(4070) 상에 이격 배치된다. 기판(4020)은 발광 소자(4010)를 지지할 수 있는 기판이면 제한되지 않으며, 예컨대, 인쇄회로기판과 같은 도전 패턴을 갖는 기판일 수 있다. 발광 소자(4010)는 기판(4020) 상에 위치하며, 기판(4020)에 의해 지지 및 고정될 수 있다. 또한, 기판(4020)의 도전 패턴을 통해 발광 소자(4010)는 외부의 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 발광 소자(4010)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. The
커버 렌즈(4050)는 발광 소자(4010)로부터 방출되는 광이 이동하는 경로 상에 위치한다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 커버 렌즈(4050)는 연결 부재(4040)에 의해 발광 소자(4010)로부터 이격되어 배치될 수 있고, 발광 소자(4010)로부터 방출된 광을 제공하고자하는 방향에 배치될 수 있다. 커버 렌즈(4050)에 의해 헤드 램프로부터 외부로 방출되는 광의 지향각 및/또는 색상이 조절될 수 있다. 한편, 연결 부재(4040)는 커버 렌즈(4050)를 기판(4020)과 고정시킴과 아울러, 발광 소자(4010)를 둘러싸도록 배치되어 발광 경로(4045)를 제공하는 광 가이드 역할을 할 수도 있다. 이때, 연결 부재(4040)는 광 반사성 물질로 형성되거나, 광 반사성 물질로 코팅될 수 있다. 한편, 방열부(4030)는 방열핀(4031) 및/또는 방열팬(4033)을 포함할 수 있고, 발광 소자(4010) 구동 시 발생하는 열을 외부로 방출시킨다.The
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 헤드 램프, 특히, 차량용 헤드 램프에 적용될 수 있다.As such, the light emitting device according to the embodiments of the present invention may be applied to the head lamp, in particular, a vehicle head lamp as in the present embodiment.
이상에서, 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 상술한 다양한 실시예들 및 특징들에 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 특허청구범위에 의한 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다.In the above, various embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the various embodiments and features described above, and various modifications may be made without departing from the technical spirit of the claims of the present invention. Modifications and variations are possible.
Claims (24)
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