JP6265715B2 - 発光素子 - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子、発光素子パッケージ、及びライトユニットに関するものである。
発光素子の１つとして、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が多く使われている。発光ダイオードは、化合物半導体の特性を用いて電気信号を赤外線、可視光線、紫外線などの光の形態に変換する。
発光素子の光効率が増加するにつれて、表示装置、照明機器を始めとする多様な分野に発光素子が適用されている。
本発明の様々な実施形態により、光抽出効率を向上させ、歩留まりを向上させることができる発光素子、発光素子パッケージ、及びライトユニットを提供する。
本発明の一態様に従う発光素子は、第１導電型半導体層、前記第１導電型半導体層の下に活性層、前記活性層の下に第２導電型半導体層を含む発光構造物、前記発光構造物の下に配置され、前記第１導電型半導体層に電気的に連結された第１電極、前記発光構造物の下に配置され、前記第２導電型半導体層に電気的に連結された第２電極、前記発光構造物を貫通して配置され、第１領域は前記第１電極に電気的に連結され、第２領域は前記第１導電型半導体層の上部面に接触した第１コンタクト部を含む。
本発明の一態様に従う発光素子、発光素子パッケージ、及びライトユニットは、光抽出効率を向上させ、歩留まりを向上させることができる長所がある。
本発明を説明するに当たって、各層（膜）、領域、パターン、または構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッド、またはパターンの“上／の上（on）”に、または“下／の下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上／の上（on）”と“下／の下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各層の上／の上または下／の下に対する基準は、図面を基準として説明する。
以下、添付の図面を参照して実施形態に従う発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニット、及び発光素子製造方法について詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に従う発光素子を示す図であり、図２は図１に図示された発光素子の発光構造物に形成された貫通ホールの例を示す図である。
実施形態に従う発光素子は、図１及び図２に示すように、発光構造物１０、第１電極８１、第２電極８２、及び第１コンタクト部９１を含むことができる。
前記発光構造物１０は、第１導電型半導体層１１、活性層１２、及び第２導電型半導体層１３を含むことができる。前記活性層１２は、前記第１導電型半導体層１１と前記第２導電型半導体層１３との間に配置できる。前記活性層１２は前記第１導電型半導体層１１の下に配置されることができ、前記第２導電型半導体層１３は前記活性層１２の下に配置できる。
例として、前記第１導電型半導体層１１が第１導電型ドーパントとしてｎ型ドーパントが添加されたｎ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３が第２導電型ドーパントとしてｐ型ドーパントが添加されたｐ型半導体層で形成できる。また、前記第１導電型半導体層１１がｐ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３がｎ型半導体層で形成されることもできる。
前記第１導電型半導体層１１は、例えばｎ型半導体層を含むことができる。前記第１導電型半導体層１１は、化合物半導体で具現できる。前記第１導電型半導体層１１は、例としてII族−VI族化合物半導体、またはIII族−V族化合物半導体で具現できる。
例えば、前記第１導電型半導体層１１はＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第１導電型半導体層１１は、例えばＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択されることができ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのｎ型ドーパントがドーピングできる。
前記活性層１２は、前記第１導電型半導体層１１を通じて注入される電子（または、正孔）と前記第２導電型半導体層１３を通じて注入される正孔（または、電子）とが互いに合って、前記活性層１２の形成物質に従うエネルギーバンド（Energy Band）のバンドギャップ（Band Gap）差によって光を放出する層である。前記活性層１２は、単一井戸構造、多重井戸構造、量子点構造、または量子線構造のうち、いずれか１つで形成できるが、これに限定されるものではない。
前記活性層１２は、化合物半導体で具現できる。前記活性層１２は、例としてII族−VI族またはIII族−V族化合物半導体で具現できる。前記活性層１２は、例としてＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記活性層１２が前記多重井戸構造で具現された場合、前記活性層１２は複数の井戸層と複数の障壁層が積層して具現されることができ、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層の周期で具現できる。
前記第２導電型半導体層１３は、例えばｐ型半導体層で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は、化合物半導体で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は、例としてII族−VI族化合物半導体またはIII族−V族化合物半導体で具現できる。
例えば、前記第２導電型半導体層１３は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は、例えばＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択されることができ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントがドーピングできる。
一方、前記第１導電型半導体層１１がｐ型半導体層を含み、前記第２導電型半導体層１３がｎ型半導体層を含むこともできる。また、前記第２導電型半導体層１３の下にはｎ型またはｐ型半導体層を含む半導体層がさらに形成できる。これによって、前記発光構造物１０はｎｐ、ｐｎ、ｎｐｎ、ｐｎｐ接合構造のうち、少なくともいずれか１つを有することができる。また、前記第１導電型半導体層１１及び前記第２導電型半導体層１３の内の不純物のドーピング濃度は均一または不均一に形成できる。即ち、前記発光構造物１０の構造は多様に形成されることができ、これに対して限定するものではない。
また、前記第１導電型半導体層１１と前記活性層１２との間には第１導電型ＩｎＧａＮ／ＧａＮスーパーラティス構造またはＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮスーパーラティス構造が形成されることもできる。また、前記第２導電型半導体層１３と前記活性層１２との間には第２導電型のＡｌＧａＮ層が形成されることもできる。
実施形態に従う発光素子は、反射層１７を含むことができる。前記反射層１７は、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結できる。前記反射層１７は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記反射層１７は、前記第２導電型半導体層１３の下に配置できる。前記反射層１７は、前記発光構造物１０から入射される光を反射させて外部に抽出される光量を増加させる機能を遂行することができる。
実施形態による発光素子は、前記反射層１７と前記第２導電型半導体層１３との間に配置されたオーミック接触層１５を含むことができる。前記オーミック接触層１５は、前記第２導電型半導体層１３に接触して配置できる。前記オーミック接触層１５は、前記発光構造物１０とオーミック接触するように形成できる。前記オーミック接触層１５は、前記発光構造物１０とオーミック接触する領域を含むことができる。前記オーミック接触層１５は、前記第２導電型半導体層１３とオーミック接触する領域を含むことができる。
前記オーミック接触層１５は、例えば透明伝導性酸化膜で形成できる。前記オーミック接触層１５は、例としてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum Zinc Oxide）、ＡＧＺＯ（Aluminum Gallium Zinc Oxide）、ＩＺＴＯ（Indium Zinc Tin Oxide）、ＩＡＺＯ（Indium Aluminum Zinc Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium Gallium Zinc Oxide）、ＩＧＴＯ（Indium Gallium Tin Oxide）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、ＧＺＯ（Gallium Zinc Oxide）、ＩＺＯＮ（IZO Nitride）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｔｉのうちから選択された少なくとも１つの物質で形成できる。
前記反射層１７は高反射率を有する物質で形成できる。例えば、前記反射層１７はＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｈｆのうち、少なくとも１つを含む金属または合金で形成できる。また、前記反射層１７は前記金属または合金とＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）、ＩＺＯ（Indium-Zinc-Oxide）、ＩＺＴＯ（Indium-Zinc-Tin-Oxide）、ＩＡＺＯ（Indium-Aluminum-Zinc-Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium-Gallium-Zinc-Oxide）、ＩＧＴＯ（Indium-Gallium-Tin-Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-Zinc-Oxide）、ＡＴＯ（Antimony-Tin-Oxide）などの透光性伝導性物質を用いて多層に形成できる。例えば、実施形態で前記反射層１７はＡｇ、Ａｌ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金、またはＡｇ−Ｃｕ合金のうち、少なくともいずれか１つを含むことができる。
例えば、前記反射層１７はＡｇ層とＮｉ層とが交互に形成されることもでき、Ｎｉ／Ａｇ／Ｎｉ、あるいはＴｉ層、Ｐｔ層を含むことができる。また、前記オーミック接触層１５は前記反射層１７の下に形成され、少なくとも一部が前記反射層１７を通過して前記発光構造物１０とオーミック接触されることもできる。
実施形態に従う発光素子は、前記反射層１７の下に配置された第１金属層３５を含むことができる。前記第１金属層３５は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。
実施形態によれば、前記第２電極８２は、前記反射層１７、前記オーミック接触層１５、前記第１金属層３５のうち、少なくとも１つを含むことができる。例として、前記第２電極８２は、前記反射層１７、前記第１金属層３５、前記オーミック接触層１５を全て含むこともでき、選択された１つの層または選択された２つの層を含むこともできる。
実施形態に従う前記第２電極８２は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第２電極８２は、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結できる。
実施形態に従う発光素子は、前記発光構造物１０の下部の周りに配置されたチャンネル層３０を含むことができる。前記チャンネル層３０の一端は前記第２導電型半導体層１３の下に配置できる。前記チャンネル層３０の一端は前記第２導電型半導体層１３の下部面に接触して配置できる。前記チャンネル層３０の一端は、前記第２導電型半導体層１３と前記反射層１７との間に配置できる。前記チャンネル層３０の一端は、前記第２導電型半導体層１３と前記オーミック接触層１５との間に配置できる。
前記チャンネル層３０は絶縁物質で具現できる。例えば、前記チャンネル層３０は酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記チャンネル層３０は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。前記チャンネル層３０は、アイソレーション層と称されることもできる。前記チャンネル層３０は、今後前記発光構造物１０に対するアイソレーション工程時、エッチングストッパーの機能を遂行することができ、またアイソレーション工程による発光素子の電気的な特性の低下を防止することができる。
実施形態に従う発光素子は、第１絶縁層３３を含むことができる。前記第１絶縁層３３は、例えば酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記第１絶縁層３３は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。前記第１絶縁層３３は前記チャンネル層３０と同一な物質で形成されることもできる。また、前記第１絶縁層３３と前記チャンネル層３０とは互いに異なる物質で形成されることもできる。
実施形態に従う発光素子は、前記第１絶縁層３３の下に配置された第２金属層３７を含むことができる。前記第２金属層３７は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第２金属層３７は前記第１金属層３５と同一な物質で形成できる。また、前記第２金属層３７と前記第１金属層３５とは互いに異なる物質で形成されることもできる。
前記第１金属層３５と前記第２金属層３７との間に第２絶縁層４０が配置できる。前記第２絶縁層４０は、酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記第２絶縁層４０は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１金属層３５の下に配置できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１絶縁層３３の下に配置できる。
前記第２金属層３７の下に第３金属層５０が配置できる。前記第３金属層５０は、前記第２金属層３７に電気的に連結できる。前記第３金属層５０の上部面は、前記第２金属層３７の下部面に接触できる。前記第３金属層５０は、前記第２絶縁層４０の下に配置できる。
前記第３金属層５０は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第３金属層５０は、拡散障壁層の機能を遂行することもできる。前記第３金属層５０下にボンディング層６０、伝導性支持部材７０が配置できる。
前記第３金属層５０は、前記ボンディング層６０が提供される工程で前記ボンディング層６０に含まれた物質が前記反射層１７の方向への拡散を防止する機能を遂行することができる。前記第３金属層５０は、前記ボンディング層６０に含まれたすず（Ｓｎ）などの物質が前記反射層１７に影響を及ぼすことを防止することができる。
前記ボンディング層６０は、バリア金属またはボンディング金属などを含み、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｐｄ、またはＴａのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記伝導性支持部材７０は実施形態に従う発光構造物１０を支持し、放熱機能を遂行することができる。前記ボンディング層６０はシード層で具現されることもできる。
前記伝導性支持部材７０は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｕ−Ｗ、または不純物が注入された半導体基板（例：Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど）のうち、少なくともいずれか１つで形成できる。
実施形態によれば、前記第１電極８１は、前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第１電極８１は、前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０を全て含むこともできる。また、前記第１電極８１は、前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０のうち、２個または３個を選択的に含むこともできる。
前記第１電極８１は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第１電極８１は、前記第１導電型半導体層に電気的に連結できる。前記第１電極８１の下部面は、前記第２電極８２の下部面に比べてより低く配置できる。
実施形態に従う発光素子は、前記第１コンタクト部９１を含むことができる。前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０を貫通して配置できる。前記第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３を貫通して配置できる。
例として、実施形態に従う前記発光構造物１０には、図２に示すように、複数の貫通ホール２０が形成できる。前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０の前記貫通ホール２０に沿って配置できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は前記第１電極８１に電気的に連結され、前記第１コンタクト部９１の第２領域は前記第１導電型半導体層１１の上部面に接触できる。
例えば、前記第１コンタクト部９１の第１領域は前記第２金属層３７に接触できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は前記第２金属層３７の上部面に接触できる。例えば、前記発光構造物１０がＧａＮ基盤の半導体層に成長される場合、前記第１コンタクト部９１は前記第１導電型半導体層１１のｎ面（n face）に接触できる。
図１に図示された発光素子には前記第１コンタクト部９１が１つのみ図示されたが、図２に示すように、実施形態に従う前記発光構造物１０には複数の貫通ホール２０が形成されることもでき、各貫通ホール２０に各々の第１コンタクト部９１が形成できる。一方、前記貫通ホール２０の幅または直径（Ｄ）は５マイクロメートルから２００マイクロメートルで具現できる。前記貫通ホール２０の幅または直径が５マイクロメートルより小さい場合には、前記第１コンタクト部９１を形成するに当たって工程上の困難性が発生できる。また、前記貫通ホール２０の幅または直径が２００マイクロメートルより大きい場合には、前記発光構造物１０の発光領域が減るようになって光抽出効率が低下する。前記貫通ホール２０の内に配置された前記第１コンタクト部９１の幅または直径も５マイクロメートルから２００マイクロメートルで具現できる。
前記複数の第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１の上部面に互いに離隔して配置できる。前記複数の第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０に分散されて配置されることによって、前記第１導電型半導体層１１に印加される電流を拡散させることができる。これによって、前記第１導電型半導体層１１の劣化を防止し、前記活性層１２で電子と正孔との結合効率を向上させることができる。
例として、前記第１導電型半導体層１１の上部面に配置された前記第１コンタクト部９１は、前記貫通ホール２０の周りから各方向に５マイクロメートルから５０マイクロメートルの幅に延長できる。前記貫通ホール２０の下に配置された前記第１絶縁層３３は、前記貫通ホール２０の周りから各方向に５マイクロメートルから７０マイクロメートルの幅に延長できる。
実施形態によれば、前記第１コンタクト部９１は、オーミック層、中間層、上部層で具現できる。前記オーミック層は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎなどから選択された物質を含んでオーミック接触を具現することができる。前記中間層は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどから選択された物質で具現できる。前記上部層は、例えばＡｕを含むことができる。前記第１コンタクト部９１は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、少なくとも１つを含むことができる。
前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記発光構造物１０の内部に配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１コンタクト部９１の周りに配置できる。例として、前記第１絶縁層３３の一部の領域は前記第１コンタクト部９１を覆いかぶせる構造で形成されて前記第１絶縁層３３により囲まれた内部領域と外部領域とを絶縁させることができる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第２導電型半導体層１３と前記活性層１２を貫通して配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記活性層１２を通過して深さ方向に１０００ナノメートルを超えないように具現できる。
前記活性層１２を通過して形成された前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１絶縁層３３の内部に位置した前記活性層１２と前記第１絶縁層３３の外部領域に位置した前記活性層１２とを絶縁させることができる程度の深さに形成できる。
また、実施形態に従う発光素子は、第２コンタクト部９２を含むことができる。前記第２コンタクト部９２は、前記発光構造物１０と離隔して配置できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第２電極８２に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記チャンネル層３０を貫通して前記第２電極８２に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５の上部面に接触できる。前記第２コンタクト部９２は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、で少なくとも１つを含むことができる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１コンタクト部９１と同一な物質で形成されることもできる。また、前記第１コンタクト部９１と前記第２コンタクト部９２とは互いに異なる物質で具現されることもできる。前記第１コンタクト部９１の上部面は、前記第２コンタクト部９２の上部面に比べてより高く配置できる。
前記第１導電型半導体層１１の上部面にラフネス（roughness）が形成できる。これによって、前記ラフネスが形成された領域から上方に抽出される光の光量を増加させることができるようになる。
実施形態に従う発光素子は、前記第１金属層３５と前記第３金属層５０との間に配置された前記第２絶縁層４０を含むことができる。前記第２絶縁層４０は、前記第１金属層３５と前記第３金属層５０とを絶縁させることができる。前記第２絶縁層４０は、前記第１金属層３５と前記伝導性支持部材７０とを絶縁させることができる。前記第２絶縁層４０は、例えば酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記第２絶縁層４０は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。
前記第２絶縁層４０の一部の領域は、前記第２金属層３７の周りを覆いかぶせるように配置できる。前記第２絶縁層４０の上部領域は、前記第１絶縁層３３の下部面に接触して配置できる。
前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２との間に配置できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２とを電気的に絶縁させることができる。
実施形態によれば、前記第１電極８１及び前記第２電極８２を通じて前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。例として、実施形態に従う発光素子は前記第１電極８１の伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２に電源を印加することによって、前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。
これによって、前記伝導性支持部材７０をボンディングパッドに付着させる方法などにより前記第１導電型半導体層１１に電源が提供できるようになる。また、実施形態によれば、前記第２コンタクト部９２が前記第２電極８２に電気的に連結できる。これによって、前記第２コンタクト部９２をワイヤーボンディングなどにより電源パッドに連結させることによって、前記第２導電型半導体層１３に電源が提供できるようになる。
このように実施形態に従う発光素子によれば、前記伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２を通じて前記発光構造物１０に電源が提供できるようになる。これによって、実施形態によれば、電流集中を防止し、電気的信頼性を向上させることができるようになる。
実施形態に従う発光素子は、前記発光構造物１０の上部面方向から前記貫通ホール２０を形成する。これによって、製造工程をより単純化させることができ、歩留まりを向上させることができる。また、実施形態に従う発光素子は前記発光構造物１０の上部面に配置された電極面積を縮められるようになり、前記発光構造物１０の上部面または側面に保護層が配置されないことがある。これによって、前記発光構造物１０から外部に抽出される光抽出効率を向上させることができるようになる。
すると、図３から図６を参照して実施形態に従う発光素子製造方法を説明する。
実施形態に従う発光素子製造方法によれば、図３に示すように、基板５の上に第１導電型半導体層１１、活性層１２、第２導電型半導体層１３を形成することができる。前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３は、発光構造物１０と定義できる。
前記基板５は、例えば、サファイア基板（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅのうち、少なくとも１つで形成されることができ、これに対して限定するものではない。前記第１導電型半導体層１１と前記基板５との間にはバッファ層がさらに形成できる。
例として、前記第１導電型半導体層１１が第１導電型ドーパントとしてｎ型ドーパントが添加されたｎ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３が第２導電型ドーパントとしてｐ型ドーパントが添加されたｐ型半導体層で形成できる。また、前記第１導電型半導体層１１がｐ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３がｎ型半導体層で形成されることもできる。
前記第１導電型半導体層１１は、例えば、ｎ型半導体層を含むことができる。前記第１導電型半導体層１１は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で形成できる。前記第１導電型半導体層１１は、例えばＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどから選択されることができ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのｎ型ドーパントがドーピングできる。
前記活性層１２は、前記第１導電型半導体層１１を通じて注入される電子（または、正孔）と前記第２導電型半導体層１３を通じて注入される正孔（または、電子）とが互いに合って、前記活性層１２の形成物質に従うエネルギーバンド（Energy Band）のバンドギャップ（Band Gap）差によって光を放出する層である。前記活性層１２は、単一井戸構造、多重井戸構造、量子点構造、または量子線構造のうち、いずれか１つで形成できるが、これに限定されるものではない。
前記活性層１２はＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で形成できる。前記活性層１２が前記多重井戸構造で形成された場合、前記活性層１２は複数の井戸層と複数の障壁層が積層して形成されることができ、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層の周期で形成できる。
前記第２導電型半導体層１３は、例えばｐ型半導体層で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で形成できる。前記第２導電型半導体層１３は、例えばＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどから選択されることができ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントがドーピングできる。
一方、前記第１導電型半導体層１１がｐ型半導体層を含み、前記第２導電型半導体層１３がｎ型半導体層を含むこともできる。また、前記第２導電型半導体層１３の上にはｎ型またはｐ型半導体層を含む半導体層がさらに形成されることもでき、これによって、前記発光構造物１０はｎｐ、ｐｎ、ｎｐｎ、ｐｎｐ接合構造のうち、少なくともいずれか１つを有することができる。また、前記第１導電型半導体層１１及び前記第２導電型半導体層１３の内の不純物のドーピング濃度は均一または不均一に形成できる。即ち、前記発光構造物１０の構造は多様に形成されることができ、これに対して限定するものではない。
また、前記第１導電型半導体層１１と前記活性層１２との間には第１導電型ＩｎＧａＮ／ＧａＮスーパーラティス構造またはＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮスーパーラティス構造が形成されることもできる。また、前記第２導電型半導体層１３と前記活性層１２との間には第２導電型のＡｌＧａＮ層が形成されることもできる。
次に、図４に示すように、前記発光構造物１０に対するエッチングを遂行して前記第１導電型半導体層１１の一部の領域を露出させることができる。この際、前記エッチングは湿式エッチングまたは乾式エッチングにより遂行できる。前記エッチングされた領域は、前記第２導電型半導体層１３と前記活性層１２を貫通して形成できる。
そして、図４に示すように、露出した前記第１導電型半導体層１１の領域及びその上に第１絶縁層３３を形成させることができる。また、前記発光構造物１０の上にチャンネル層３０を形成させることができる。前記第１絶縁層３３と前記チャンネル層３０とは同一な物質で形成されることもでき、また互いに異なる物質で形成されることもできる。
前記チャンネル層３０と前記第１絶縁層３３は絶縁物質で具現できる。例えば、前記チャンネル層３０と前記第１絶縁層３３は酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記チャンネル層３０と前記第１絶縁層３３は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが独立的に選択されて形成できる。
次に、図４に示すように、前記発光構造物１０にオーミック接触層１５、反射層１７を形成することができる。
前記反射層１７と前記第２導電型半導体層１３との間に前記オーミック接触層１５が配置できる。前記オーミック接触層１５は、前記第２導電型半導体層１３に接触して配置できる。
前記オーミック接触層１５は、前記発光構造物１０とオーミック接触するように形成できる。前記反射層１７は、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結できる。前記オーミック接触層１５は、前記発光構造物１０とオーミック接触する領域を含むことができる。
前記オーミック接触層１５は、例えば透明伝導性酸化膜で形成できる。前記オーミック接触層１５は、例としてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum Zinc Oxide）、ＡＧＺＯ（Aluminum Gallium Zinc Oxide）、ＩＺＴＯ（Indium Zinc Tin Oxide）、ＩＡＺＯ（Indium Aluminum Zinc Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium Gallium Zinc Oxide）、ＩＧＴＯ（Indium Gallium Tin Oxide）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、ＧＺＯ（Gallium Zinc Oxide）、ＩＺＯＮ（IZO Nitride）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｔｉのうちから選択された少なくとも１つの物質で形成できる。
前記反射層１７は高反射率を有する物質で形成できる。例えば、前記反射層１７はＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｈｆのうち、少なくとも１つを含む金属または合金で形成できる。また、前記反射層１７は、前記金属または合金とＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）、ＩＺＯ（Indium-Zinc-Oxide）、ＩＺＴＯ（Indium-Zinc-Tin-Oxide）、ＩＡＺＯ（Indium-Aluminum-Zinc-Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium-Gallium-Zinc-Oxide）、ＩＧＴＯ（Indium-Gallium-Tin-Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-Zinc-Oxide）、ＡＴＯ（Antimony-Tin-Oxide）などの透光性伝導性物質を用いて多層に形成できる。例えば、実施形態で前記反射層１７はＡｇ、Ａｌ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金、またはＡｇ−Ｃｕ合金のうち、少なくともいずれか１つを含むことができる。
例えば、前記反射層１７はＡｇ層とＮｉ層とが交互に形成されることもでき、Ｎｉ／Ａｇ／Ｎｉ、あるいはＴｉ層、Ｐｔ層を含むことができる。また、前記オーミック接触層１５は前記反射層１７の上に形成され、少なくとも一部が前記反射層１７を通過して前記発光構造物１０とオーミック接触することもできる。
次に、図５に示すように、前記反射層１７の上に第１金属層３５、第２金属層３７、第２絶縁層４０、第３金属層５０、ボンディング層６０、及び伝導性支持部材７０が形成できる。
前記第１金属層３５はＡｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。実施形態によれば、第２電極８２は、前記反射層１７、前記オーミック接触層１５、前記第１金属層３５のうち、少なくとも１つを含むことができる。例として、前記第２電極８２は前記反射層１７、前記第１金属層３５、前記オーミック接触層１５を全て含むこともでき、選択された１つの層または選択された２つの層を含むこともできる。
実施形態に従う発光素子は、前記第１絶縁層３３の上に配置された第２金属層３７を含むことができる。前記第２金属層３７は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第２金属層３７は、前記第１金属層３５と同一な物質で形成できる。また前記第２金属層３７と前記第１金属層３５とは互いに異なる物質で形成されることもできる。
前記第１金属層３５と前記第２金属層３７との間に第２絶縁層４０が形成できる。前記第２絶縁層４０は、酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記第２絶縁層４０は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１金属層３５の上に形成できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１絶縁層３３の上に形成できる。前記第２絶縁層４０の一部の領域は前記第２金属層３７の周りを覆いかぶせるように配置できる。
前記第２金属層３７の上に前記第３金属層５０が形成できる。前記第３金属層５０は、前記第２金属層３７に電気的に連結できる。前記第３金属層５０の下部面は前記第２金属層３７の上部面に接触できる。前記第３金属層５０は、前記第２絶縁層４０の上に形成できる。
前記第３金属層５０は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第３金属層５０は、拡散障壁層の機能を遂行することもできる。前記第３金属層５０の上に前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０が形成できる。
前記第３金属層５０は、前記ボンディング層６０が提供される工程で前記ボンディング層６０に含まれた物質が前記反射層１７の方向への拡散を防止する機能を遂行することができる。前記第３金属層５０は、前記ボンディング層６０に含まれたすず（Ｓｎ）などの物質が前記反射層１７に影響を及ぼすことを防止することができる。
前記ボンディング層６０はバリア金属またはボンディング金属などを含み、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｐｄ、またはＴａのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記伝導性支持部材７０は、実施形態に従う発光構造物１０を支持し、放熱機能を遂行することができる。前記ボンディング層６０はシード層で具現されることもできる。
前記伝導性支持部材７０は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｕ−Ｗ、または不純物が注入された半導体基板（例：Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど）のうち、少なくともいずれか１つで形成できる。
実施形態によれば、第１電極８１は前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第１電極８１は、前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０を全て含むこともできる。また、前記第１電極８１は、前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０のうち、２個または３個を選択的に含むこともできる。
次に、前記第１導電型半導体層１１から前記基板５を除去する。一例として、前記基板５はレーザーリフトオフ（ＬＬＯ：Laser Lift Off）工程により除去できる。レーザーリフトオフ工程（ＬＬＯ）は前記基板５の下面にレーザーを照射して、前記基板５と前記第１導電型半導体層１１とを互いに剥離させる工程である。
そして、図６に示すように、アイソレーションエッチングを遂行して前記発光構造物１０の側面をエッチングし、前記チャンネル層３０の一部の領域が露出できるようになる。前記アイソレーションエッチングは、例えば、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）のような乾式エッチングにより実施できるが、これに対して限定するものではない。
前記発光構造物１０の上部面にラフネス（roughness）が形成できる。前記発光構造物１０の上部面に光抽出パターンが提供できる。前記発光構造物１０の上部面に凹凸パターンが提供できる。前記発光構造物１０に提供される光抽出パターンは、一例としてＰＥＣ（Photo Electro Chemical）エッチング工程により形成できる。これによって、実施形態によれば外部光抽出効果を上昇させることができるようになる。
次に、図６に示すように、第１コンタクト部９１と第２コンタクト部９２が形成できる。
前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０を貫通して配置できる。前記第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３を貫通して配置できる。
例として、実施形態に従う前記発光構造物１０には、図２に示すように、複数の貫通ホール２０が形成できる。前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０の前記貫通ホール２０に沿って配置できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は、前記第１電極８１に電気的に連結され、前記第１コンタクト部９１の第２領域は前記第１導電型半導体層１１の上部面に接触できる。例えば、前記第１コンタクト部９１の第１領域は、前記第２金属層３７に接触できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は、前記第２金属層３７の上部面に接触できる。
図６に図示された発光素子には前記第１コンタクト部９１が１つのみ図示されたが、図２に示すように、実施形態に従う前記発光構造物１０には複数の貫通ホール２０が形成されることができ、各貫通ホール２０に各々の第１コンタクト部９１が形成できる。一方、前記貫通ホール２０の幅または直径（Ｄ）は５マイクロメートルから２００マイクロメートルで具現できる。前記貫通ホール２０の幅または直径が５マイクロメートルより小さい場合には、前記第１コンタクト部９１を形成するに当たって工程上の困難性が発生することがある。また、前記貫通ホール２０の幅または直径が２００マイクロメートルより大きい場合には、前記発光構造物１０の発光領域が減るようになって光抽出効率が低下する。前記貫通ホール２０の内に配置された前記第１コンタクト部９１の幅または直径も５マイクロメートルから２００マイクロメートルで具現できる。
前記複数の第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１の上部面に互いに離隔して配置できる。前記複数の第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０に分散されて配置されることによって、前記第１導電型半導体層１１に印加される電流を拡散させることができる。これによって、前記第１導電型半導体層１１の劣化を防止し、前記活性層１２で電子と正孔との結合効率を向上させることができるようになる。
例として、前記第１導電型半導体層１１の上部面に配置された前記第１コンタクト部９１は、前記貫通ホール２０の周りから各方向に５マイクロメートルから５０マイクロメートルの幅に延長できる。前記貫通ホール２０の下に配置された前記第１絶縁層３３は、前記貫通ホール２０の周りから各方向に５マイクロメートルから７０マイクロメートルの幅に延長できる。
実施形態によれば、前記第１コンタクト部９１は、オーミック層、中間層、上部層で具現できる。前記オーミック層は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎなどから選択された物質を含んでオーミック接触を具現することができる。前記中間層は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどから選択された物質で具現できる。前記上部層は、例えばＡｕを含むことができる。前記第１コンタクト部９１は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、少なくとも１つを含むことができる。
前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記発光構造物１０の内部に配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１コンタクト部９１の周りに配置できる。例として、前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１コンタクト部９１を覆いかぶせる構造で形成されて、前記第１絶縁層３３により囲まれた内部領域と外部領域とを絶縁させることができる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第２導電型半導体層１３と前記活性層１２を貫通して配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記活性層１２を通過して深さ方向に１０００ナノメートルを超えないように具現できる。
前記活性層１２を通過して形成された前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１絶縁層３３の内部に位置した前記活性層１２と前記第１絶縁層３３の外部領域に位置した前記活性層１２とを絶縁させることができる程度の深さに形成できる。
また、実施形態に従う発光素子は、前記第２コンタクト部９２を含むことができる。前記第２コンタクト部９２は、前記発光構造物１０と離隔して配置できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第２電極８２に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記チャンネル層３０を貫通して前記第２電極８２に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５の上部面に接触できる。前記第２コンタクト部９２は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１コンタクト部９１と同一な物質で形成されることもできる。また、前記第１コンタクト部９１と前記第２コンタクト部９２とは互いに異なる物質で具現されることもできる。前記第１コンタクト部９１の上部面は、前記第２コンタクト部９２の上部面に比べてより高く配置できる。
実施形態に従う前記第２電極８２は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第２電極８２は、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結できる。前記第１電極８１は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第１電極８１は、前記第１導電型半導体層に電気的に連結できる。前記第１電極８１の下部面は、前記第２電極８２の下部面に比べてより低く配置できる。
前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２との間に配置できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２とを電気的に絶縁させることができる。
実施形態によれば、前記第１電極８１及び前記第２電極８２を通じて前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。例として、実施形態に従う発光素子は前記第１電極８１の伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２に電源を印加することによって、前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。
これによって、前記伝導性支持部材７０をボンディングパッドに付着させる方法などにより前記第１導電型半導体層１１に電源が提供できるようになる。また、実施形態によれば、前記第２コンタクト部９２が前記第２電極８２に電気的に連結できる。これによって、前記第２コンタクト部９２をワイヤーボンディングなどにより電源パッドに連結させることによって、前記第２導電型半導体層１３に電源が提供できるようになる。
このように、実施形態に従う発光素子によれば、前記伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２を通じて前記発光構造物１０に電源が提供できるようになる。これによって、実施形態によれば、電流集中を防止し、電気的信頼性を向上させることができるようになる。
実施形態に従う発光素子は、前記発光構造物１０の上部面方向から前記貫通ホール２０を形成する。これによって、製造工程をより単純化させることができ、歩留まりを向上させることができる。また、実施形態に従う発光素子は前記発光構造物１０の上部面に配置された電極面積を縮められるようになり、前記発光構造物１０の上部面または側面に保護層が配置されないことがある。これによって、前記発光構造物１０から外部に抽出される光抽出効率を向上させることができるようになる。
図７は、本発明の実施形態に従う発光素子の他の例を示す図である。図７に図示された発光素子を説明するに当たって、図１及び図２を参照して説明された部分と重複する事項に対しては説明を省略する。
実施形態に従う発光素子によれば、前記発光構造物１０の下にオーミック反射層１９が配置できる。前記オーミック反射層１９は、反射層１７とオーミック接触層１５の機能を全て遂行するように具現できる。これによって、前記オーミック反射層１９は前記第２導電型半導体層１３にオーミック接触し、前記発光構造物１０から入射される光を反射させる機能を遂行することができる。
ここで、前記オーミック反射層１９は多層に形成できる。例えば、Ａｇ層とＮｉ層とが交互に形成されることもでき、Ｎｉ／Ａｇ／Ｎｉ、あるいはＴｉ、Ｐｔ層を含むこともできる。
実施形態に従う発光素子は、前記オーミック反射層１９の下部に配置された前記伝導性支持部材７０を通じて前記オーミック反射層１９の上部に配置された前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結できる。
実施形態に従う第２電極８２は、前記オーミック反射層１９と第１金属層３５のうち、少なくとも１つを含むことができる。実施形態に従う発光素子は、前記第２電極８２の下部に配置された前記伝導性支持部材７０を通じて前記第２電極８２の上部に配置された前記第１導電型半導体層１１に第１コンタクト部９１を通じて電気的に連結できる。
前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０を貫通して配置できる。前記第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３を貫通して配置できる。
例として、実施形態に従う前記発光構造物１０には、図２に示すように、複数の貫通ホール２０が形成できる。前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０の前記貫通ホール２０に沿って配置できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は前記第１電極８１に電気的に連結され、前記第１コンタクト部９１の第２領域は前記第１導電型半導体層１１の上部面に接触できる。例えば、前記第１コンタクト部９１の第１領域は前記第２金属層３７に接触できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は前記第２金属層３７の上部面に接触できる。
図７に図示された発光素子には前記第１コンタクト部９１が１つのみ図示されたが、図２に示すように、実施形態に従う前記発光構造物１０には複数の貫通ホール２０が形成されることができ、各貫通ホール２０に各々の第１コンタクト部９１が形成できる。一方、前記貫通ホール２０の幅または直径（Ｄ）は５マイクロメートルから２００マイクロメートルで具現できる。前記貫通ホール２０の幅または直径が５マイクロメートルより小さい場合には、前記第１コンタクト部９１を形成するに当たって工程上の困難性が発生することがある。また、前記貫通ホール２０の幅または直径が２００マイクロメートルより大きい場合には、前記発光構造物１０の発光領域が減るようになって光抽出効率が低下する。前記貫通ホール２０の内に配置された前記第１コンタクト部９１の幅または直径も５マイクロメートルから２００マイクロメートルで具現できる。
前記複数の第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１の上部面に互いに離隔して配置できる。前記複数の第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０に分散されて配置されることによって、前記第１導電型半導体層１１に印加される電流を拡散させることができる。これによって、前記第１導電型半導体層１１の劣化を防止し、前記活性層１２で電子と正孔との結合効率を向上させることができるようになる。
例として、前記第１導電型半導体層１１の上部面に配置された前記第１コンタクト部９１は、前記貫通ホール２０の周りから各方向に５マイクロメートルから５０マイクロメートルの幅に延長できる。前記貫通ホール２０の下に配置された前記第１絶縁層３３は前記貫通ホール２０の周りから各方向に５マイクロメートルから７０マイクロメートルの幅に延長できる。
実施形態によれば、前記第１コンタクト部９１は、オーミック層、中間層、上部層で具現できる。前記オーミック層は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎなどから選択された物質を含んでオーミック接触を具現することができる。前記中間層は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどから選択された物質で具現できる。前記上部層は、例えばＡｕを含むことができる。前記第１コンタクト部９１は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、少なくとも１つを含むことができる。
前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記発光構造物１０の内部に配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１コンタクト部９１の周りに配置できる。例として、前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１コンタクト部９１を覆いかぶせる構造で形成されて、前記第１絶縁層３３により囲まれた内部領域と外部領域とを絶縁させることができる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第２導電型半導体層１３と前記活性層１２を貫通して配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記活性層１２を通過して深さ方向に１０００ナノメートルを超えないように具現できる。
前記活性層１２を通過して形成された前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１絶縁層３３の内部に位置した前記活性層１２と前記第１絶縁層３３の外部領域に位置した前記活性層１２とを絶縁させることができる程度の深さに形成できる。
また、実施形態に従う発光素子は、前記第２コンタクト部９２を含むことができる。前記第２コンタクト部９２は、前記発光構造物１０と離隔して配置できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第２電極８２に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記チャンネル層３０を貫通して前記第２電極８２に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５の上部面に接触できる。前記第２コンタクト部９２は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第２コンタクト部９２は前記第１コンタクト部９１と同一な物質で形成されることもできる。また、前記第１コンタクト部９１と前記第２コンタクト部９２とは互いに異なる物質で具現されることもできる。前記第１コンタクト部９１の上部面は、前記第２コンタクト部９２の上部面に比べてより高く配置できる。
実施形態に従う前記第２電極８２は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第２電極８２は、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結できる。前記第１電極８１は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第１電極８１は、前記第１導電型半導体層に電気的に連結できる。前記第１電極８１の下部面は、前記第２電極８２の下部面に比べてより低く配置できる。
前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２との間に配置できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２とを電気的に絶縁させることができる。
実施形態によれば、前記第１電極８１及び前記第２電極８２を通じて前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。例として、実施形態に従う発光素子は前記第１電極８１の伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２に電源を印加することによって、前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。
これによって、前記伝導性支持部材７０をボンディングパッドに付着させる方法などにより前記第１導電型半導体層１１に電源が提供できるようになる。また、実施形態によれば、前記第２コンタクト部９２が前記第２電極８２に電気的に連結できる。これによって、前記第２コンタクト部９２をワイヤーボンディングなどにより電源パッドに連結させることによって、前記第２導電型半導体層１３に電源が提供できるようになる。
このように、実施形態に従う発光素子によれば、前記伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２を通じて前記発光構造物１０に電源が提供できるようになる。これによって、実施形態によれば、電流集中を防止し、電気的な信頼性を向上させることができるようになる。
実施形態に従う発光素子は、前記発光構造物１０の上部面方向から前記貫通ホール２０を形成する。これによって、製造工程をより単純化させることができ、歩留まりを向上させることができる。また、実施形態に従う発光素子は前記発光構造物１０の上部面に配置された電極面積を縮められるようになり、前記発光構造物１０の上部面または側面に保護層が配置されないことがある。これによって、前記発光構造物１０から外部に抽出される光抽出効率を向上させることができるようになる。
図８は本発明の実施形態に従う発光素子を示す図であり、図９は図８に図示された発光素子の第１コンタクト部の配置例を示す図である。
実施形態に従う発光素子は、図８及び図９に示すように、発光構造物１０、第１絶縁層３３、第１電極８１、第２電極８２、及び第１コンタクト部９１を含むことができる。
前記発光構造物１０は、第１導電型半導体層１１、活性層１２、及び第２導電型半導体層１３を含むことができる。前記活性層１２は、前記第１導電型半導体層１１と前記第２導電型半導体層１３との間に配置できる。前記活性層１２は前記第１導電型半導体層１１の下に配置されることができ、前記第２導電型半導体層１３は前記活性層１２の下に配置できる。
例として、前記第１導電型半導体層１１が第１導電型ドーパントとしてｎ型ドーパントが添加されたｎ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３が第２導電型ドーパントとしてｐ型ドーパントが添加されたｐ型半導体層で形成できる。また、前記第１導電型半導体層１１がｐ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３がｎ型半導体層で形成されることもできる。
前記第１導電型半導体層１１は、例えばｎ型半導体層を含むことができる。前記第１導電型半導体層１１は、化合物半導体で具現できる。前記第１導電型半導体層１１は、例としてII族−VI族化合物半導体、またはIII族−V族化合物半導体で具現できる。
例えば、前記第１導電型半導体層１１は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第１導電型半導体層１１は、例えばＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択されることができ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのｎ型ドーパントがドーピングできる。
前記活性層１２は、前記第１導電型半導体層１１を通じて注入される電子（または、正孔）と前記第２導電型半導体層１３を通じて注入される正孔（または、電子）とが互いに合って、前記活性層１２の形成物質に従うエネルギーバンド（Energy Band）のバンドギャップ（Band Gap）差によって光を放出する層である。前記活性層１２は、単一井戸構造、多重井戸構造、量子点構造、または量子線構造のうち、いずれか１つで形成できるが、これに限定されるものではない。
前記活性層１２は、化合物半導体で具現できる。前記活性層１２は、例としてII族−VI族、またはIII族−V族化合物半導体で具現できる。前記活性層１２は、例としてＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記活性層１２が前記多重井戸構造で具現された場合、前記活性層１２は複数の井戸層と複数の障壁層が積層して具現されることができ、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層の周期で具現できる。
前記第２導電型半導体層１３は、例えばｐ型半導体層で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は、化合物半導体で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は、例としてII族−VI族化合物半導体、またはIII族−V族化合物半導体で具現できる。
例えば、前記第２導電型半導体層１３は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は、例えばＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択されることができ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントがドーピングできる。
一方、前記第１導電型半導体層１１がｐ型半導体層を含み、前記第２導電型半導体層１３がｎ型半導体層を含むこともできる。また、前記第２導電型半導体層１３の下にはｎ型またはｐ型半導体層を含む半導体層がさらに形成されることもできる。これによって、前記発光構造物１０はｎｐ、ｐｎ、ｎｐｎ、ｐｎｐ接合構造のうち、少なくともいずれか１つを有することができる。また、前記第１導電型半導体層１１及び前記第２導電型半導体層１３の内の不純物のドーピング濃度は均一または不均一に形成できる。即ち、前記発光構造物１０の構造は多様に形成されることができ、これに対して限定するものではない。
また、前記第１導電型半導体層１１と前記活性層１２との間には第１導電型ＩｎＧａＮ／ＧａＮスーパーラティス構造またはＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮスーパーラティス構造が形成されることもできる。また、前記第２導電型半導体層１３と前記活性層１２との間には第２導電型のＡｌＧａＮ層が形成されることもできる。
実施形態に従う発光素子は、反射層１７を含むことができる。前記反射層１７は、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結できる。前記反射層１７は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記反射層１７は、前記第２導電型半導体層１３の下に配置できる。前記反射層１７は、前記発光構造物１０から入射される光を反射させて外部に抽出される光量を増加させる機能を遂行することができる。
実施形態による発光素子は、前記反射層１７と前記第２導電型半導体層１３との間に配置されたオーミック接触層１５を含むことができる。前記オーミック接触層１５は、前記第２導電型半導体層１３に接触して配置できる。前記オーミック接触層１５は、前記発光構造物１０とオーミック接触するように形成できる。前記オーミック接触層１５は、前記発光構造物１０とオーミック接触する領域を含むことができる。前記オーミック接触層１５は、前記第２導電型半導体層１３とオーミック接触する領域を含むことができる。
前記オーミック接触層１５は、例えば透明伝導性酸化膜で形成できる。前記オーミック接触層１５は、例としてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum Zinc Oxide）、ＡＧＺＯ（Aluminum Gallium Zinc Oxide）、ＩＺＴＯ（Indium Zinc Tin Oxide）、ＩＡＺＯ（Indium Aluminum Zinc Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium Gallium Zinc Oxide）、ＩＧＴＯ（Indium Gallium Tin Oxide）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、ＧＺＯ（Gallium Zinc Oxide）、ＩＺＯＮ（IZO Nitride）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｔｉのうちから選択された少なくとも１つの物質で形成できる。
前記反射層１７は高反射率を有する物質で形成できる。例えば、前記反射層１７はＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｈｆのうち、少なくとも１つを含む金属または合金で形成できる。また、前記反射層１７は、前記金属または合金とＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）、ＩＺＯ（Indium-Zinc-Oxide）、ＩＺＴＯ（Indium-Zinc-Tin-Oxide）、ＩＡＺＯ（Indium-Aluminum-Zinc-Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium-Gallium-Zinc-Oxide）、ＩＧＴＯ（Indium-Gallium-Tin-Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-Zinc-Oxide）、ＡＴＯ（Antimony-Tin-Oxide）などの透光性伝導性物質を用いて多層に形成できる。例えば、実施形態で前記反射層１７はＡｇ、Ａｌ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金、またはＡｇ−Ｃｕ合金のうち、少なくともいずれか１つを含むことができる。
例えば、前記反射層１７はＡｇ層とＮｉ層とが交互に形成されることもでき、Ｎｉ／Ａｇ／Ｎｉ、あるいはＴｉ層、Ｐｔ層を含むことができる。また、前記オーミック接触層１５は前記反射層１７の下に形成され、少なくとも一部が前記反射層１７を通過して前記発光構造物１０とオーミック接触することもできる。
実施形態に従う発光素子は、前記反射層１７の下に配置された第１金属層３５を含むことができる。前記第１金属層３５は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。
実施形態によれば、前記第２電極８２は、前記反射層１７、前記オーミック接触層１５、前記第１金属層３５のうち、少なくとも１つを含むことができる。例として、前記第２電極８２は、前記反射層１７、前記第１金属層３５、前記オーミック接触層１５を全て含むこともでき、選択された１つの層または選択された２つの層を含むこともできる。
実施形態に従う前記第２電極８２は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第２電極８２は、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結できる。前記第２電極８２は、前記発光構造物１０の下部の周りに露出して配置できる。前記第２電極８２の上部面が前記第２導電型半導体層１３の下部面に接触して配置できる。
このように、実施形態によれば、前記発光構造物１０の下部の周りに絶縁層でない金属層が配置できるようになる。即ち、前記発光構造物１０が下部の周りに前記第２電極８２または前記第１金属層３５が配置できる。これによって、金属層が前記発光構造物１０を直接覆いかぶせている構造となることができ、接着力が良くなることにつれて、前記発光構造物１０が破れなくて、歩留まりが向上できる長所がある。また、前記発光構造物１０の下部の周りに金属層が配置される場合、高い電流でより安定性を確保することができる長所がある。
前記第２電極８２の前記第１金属層３５は、前記発光構造物１０の下部面に接触して配置できる。前記第２電極８２の前記第１金属層３５は、前記発光構造物１０の下部の周りに露出して配置できる。前記第１金属層３５の一端は前記第２導電型半導体層１３の下に配置できる。前記第１金属層３５の一端は前記第２導電型半導体層１３の下部面に接触して配置できる。
前記第２電極８２の側面に第３絶縁層４５が配置できる。前記第３絶縁層４５は、前記第１金属層３５の側面に配置できる。前記第３絶縁層４５は、前記発光構造物１０の下部の周りに配置できる。前記第３絶縁層４５は絶縁物質で具現できる。例えば、前記第３絶縁層４５は酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記第３絶縁層４５は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。前記第３絶縁層４５は、今後前記発光構造物１０に対するスクライビング工程時、前記第１電極８１と前記第２電極８２とがショート（short）されることを防止することができる。
実施形態に従う発光素子は、前記第１コンタクト部９１を含むことができる。前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０を貫通して配置できる。前記第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３を貫通して配置できる。
例として、実施形態に従う前記発光構造物１０には、図９に示すように、複数の第１コンタクト部９１が形成できる。前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０の前記貫通ホール２０に沿って配置できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は前記第１電極８１に電気的に連結され、前記第１コンタクト部９１の第２領域は前記第１導電型半導体層１１の上部面に接触できる。例えば、前記第１コンタクト部９１の第１領域は、前記第２金属層３７に接触できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は、前記第２金属層３７の上部面に接触できる。例えば、前記発光構造物１０がＧａＮ基盤の半導体層に成長される場合、前記第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１のｎ面（n face）に接触できる。
図８に図示された発光素子には前記第１コンタクト部９１が１つのみ図示されたが、図９に示すように実施形態に従う前記発光構造物１０には複数の第１コンタクト部９１が形成されることができ、各貫通ホール２０に各々の第１コンタクト部９１が形成できる。
前記複数の第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１の上部面に互いに離隔して配置できる。前記複数の第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０に分散されて配置されることによって、前記第１導電型半導体層１１に印加される電流を拡散させることができる。これによって、前記第１導電型半導体層１１の劣化を防止し、前記活性層１２で電子と正孔との結合効率を向上させることができるようになる。
実施形態によれば、前記第１コンタクト部９１は、オーミック層、中間層、上部層で具現できる。前記オーミック層は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎなどから選択された物質を含んでオーミック接触を具現することができる。前記中間層は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどから選択された物質で具現できる。前記上部層は、例えばＡｕを含むことができる。前記第１コンタクト部９１は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、少なくとも１つを含むことができる。
前記第１絶縁層３３は、前記発光構造物１０と前記第１コンタクト部９１との間に配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記発光構造物１０の内部に配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１コンタクト部９１の周りに配置できる。前記第１絶縁層３３は、前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３を貫通して配置できる。
前記第１絶縁層３３は、例えば酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記第１絶縁層３３は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。
例えば、前記第１絶縁層３３は前記発光構造物１０に垂直方向に形成された前記貫通ホール２０の側壁の全体に形成できる。前記第１コンタクト部９１は、前記第１絶縁層３３の全体領域に形成できる。また、前記第１コンタクト部９１は前記第１絶縁層３３の一部の領域のみに形成されることもできる。例えば、前記第１コンタクト部９１は前記第１絶縁層３３の第１領域に形成され、前記第１絶縁層３３の第２領域が前記貫通ホール２０の内部に露出することもできる。このように、前記第１絶縁層３３の一部の領域のみに前記第１コンタクト部９１が配置されるようにすることによって、前記発光構造物１０から発光される光が前記貫通ホール２０の方向の側面に放出できるようになる。
実施形態に従う発光素子は、前記第１絶縁層３３の下に配置された第２金属層３７を含むことができる。前記第２金属層３７は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第２金属層３７は前記第１金属層３５と同一な物質で形成できる。また、前記第２金属層３７と前記第１金属層３５とは互いに異なる物質で形成されることもできる。
前記第１金属層３５と前記第２金属層３７との間に第２絶縁層４０が配置できる。前記第２絶縁層４０は、酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記第２絶縁層４０は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１金属層３５の下に配置できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１絶縁層３３の下に配置できる。
前記第２金属層３７の下に第３金属層５０が配置できる。前記第３金属層５０は、前記第２金属層３７に電気的に連結できる。前記第３金属層５０の上部面は、前記第２金属層３７の下部面に接触できる。前記第３金属層５０は、前記第２絶縁層４０の下に配置できる。
前記第３金属層５０は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第３金属層５０は、拡散障壁層の機能を遂行することもできる。前記第３金属層５０の下にボンディング層６０、伝導性支持部材７０が配置できる。
前記第３金属層５０は、前記ボンディング層６０が提供される工程で前記ボンディング層６０に含まれた物質が前記反射層１７の方向への拡散を防止する機能を遂行することができる。前記第３金属層５０は、前記ボンディング層６０に含まれたすず（Ｓｎ）などの物質が前記反射層１７に影響を及ぼすことを防止することができる。
前記ボンディング層６０はバリア金属またはボンディング金属などを含み、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｐｄ、またはＴａのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記伝導性支持部材７０は、実施形態に従う発光構造物１０を支持し、放熱機能を遂行することができる。前記ボンディング層６０はシード層で具現されることもできる。
前記伝導性支持部材７０は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｕ−Ｗ、または不純物が注入された半導体基板（例：Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど）のうち、少なくともいずれか１つで形成できる。
実施形態によれば、前記第１電極８１は、前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第１電極８１は、前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０を全て含むこともできる。また、前記第１電極８１は、前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０のうち、２個または３個を選択的に含むこともできる。
前記第１電極８１は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第１電極８１は、前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結できる。前記第１電極８１の下部面は前記第２電極８２の下部面に比べてより低く配置できる。前記第１電極８１の上部面は前記第１コンタクト部９１と前記第１絶縁層３３に接触して配置できる。
また、実施形態に従う発光素子は第２コンタクト部９２を含むことができる。前記第２コンタクト部９２は、前記発光構造物１０と離隔して配置できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第２電極８２に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５の上部面に接触できる。前記第２コンタクト部９２は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第２コンタクト部９２は前記第１コンタクト部９１と同一な物質で形成されることもできる。また、前記第１コンタクト部９１と前記第２コンタクト部９２とは互いに異なる物質で具現されることもできる。前記第１コンタクト部９１の上部面は、前記第２コンタクト部９２の上部面に比べてより高く配置できる。
前記第１導電型半導体層１１の上部面にラフネス（roughness）が形成できる。これによって、前記ラフネスが形成された領域から上方に抽出される光の光量を増加させることができるようになる。
実施形態に従う発光素子は、前記第１金属層３５と前記第３金属層５０との間に配置された前記第２絶縁層４０を含むことができる。前記第２絶縁層４０は、前記第１金属層３５と前記第３金属層５０とを絶縁させることができる。前記第２絶縁層４０は、前記第１金属層３５と前記伝導性支持部材７０とを絶縁させることができる。前記第２絶縁層４０は、例えば酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記第２絶縁層４０は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。
前記第２絶縁層４０の一部の領域は、前記第２金属層３７の周りを覆いかぶせるように配置できる。前記第２絶縁層４０の上部領域は、前記第１絶縁層３３の下部面に接触して配置できる。
前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２との間に配置できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２とを電気的に絶縁させることができる。
実施形態によれば、前記第１電極８１及び前記第２電極８２を通じて前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。例として、実施形態に従う発光素子は前記第１電極８１の伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２に電源を印加することによって、前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。
これによって、前記伝導性支持部材７０をボンディングパッドに付着させる方法などにより前記第１導電型半導体層１１に電源が提供できるようになる。また、実施形態によれば、前記第２コンタクト部９２が前記第２電極８２に電気的に連結できる。これによって、前記第２コンタクト部９２をワイヤーボンディングなどにより電源パッドに連結させることによって、前記第２導電型半導体層１３に電源が提供できるようになる。
このように実施形態に従う発光素子によれば、前記伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２を通じて前記発光構造物１０に電源が提供できるようになる。これによって、実施形態によれば電流集中を防止し、電気的な信頼性を向上させることができるようになる。
実施形態に従う発光素子は、前記発光構造物１０の上部面方向から前記貫通ホール２０を形成する。これによって、製造工程をより単純化させることができ、歩留まりを向上させることができる。また、実施形態に従う発光素子は前記発光構造物１０の上部面に配置された電極面積を縮められるようになり、前記発光構造物１０の上部面または側面に保護層が配置されないことがある。これによって、前記発光構造物１０から外部に抽出される光抽出効率を向上させることができるようになる。
すると、図１０から図１３を参照して実施形態に従う発光素子製造方法を説明する。
実施形態に従う発光素子製造方法によれば、図１０に示すように、基板５の上に第１導電型半導体層１１、活性層１２、及び第２導電型半導体層１３を形成することができる。前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、及び前記第２導電型半導体層１３は発光構造物１０と定義できる。
前記基板５は、例えば、サファイア基板（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅのうち、少なくとも１つで形成されることができ、これに対して限定するものではない。前記第１導電型半導体層１１と前記基板５との間にはバッファ層がさらに形成できる。
例として、前記第１導電型半導体層１１が第１導電型ドーパントとしてｎ型ドーパントが添加されたｎ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３が第２導電型ドーパントとしてｐ型ドーパントが添加されたｐ型半導体層で形成できる。また、前記第１導電型半導体層１１がｐ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３がｎ型半導体層で形成されることもできる。
前記第１導電型半導体層１１は、例えばｎ型半導体層を含むことができる。前記第１導電型半導体層１１は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で形成できる。前記第１導電型半導体層１１は、例えばＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどから選択されることができ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのｎ型ドーパントがドーピングできる。
前記活性層１２は、前記第１導電型半導体層１１を通じて注入される電子（または、正孔）と前記第２導電型半導体層１３を通じて注入される正孔（または、電子）とが互いに合って、前記活性層１２の形成物質に従うエネルギーバンド（Energy Band）のバンドギャップ（Band Gap）の差によって光を放出する層である。前記活性層１２は、単一井戸構造、多重井戸構造、量子点構造、または量子線構造のうち、いずれか１つで形成できるが、これに限定されるものではない。
前記活性層１２は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で形成できる。前記活性層１２が前記多重井戸構造で形成された場合、前記活性層１２は複数の井戸層と複数の障壁層が積層して形成されることができ、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層の周期で形成できる。
前記第２導電型半導体層１３は、例えばｐ型半導体層で具現できる。前記第２導電型半導体層１３はＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で形成できる。前記第２導電型半導体層１３は、例えばＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどから選択されることができ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントがドーピングできる。
一方、前記第１導電型半導体層１１がｐ型半導体層を含み、前記第２導電型半導体層１３がｎ型半導体層を含むこともできる。また、前記第２導電型半導体層１３の上にはｎ型またはｐ型半導体層を含む半導体層がさらに形成されることもでき、これによって、前記発光構造物１０はｎｐ、ｐｎ、ｎｐｎ、ｐｎｐ接合構造のうち、少なくともいずれか１つを有することができる。また、前記第１導電型半導体層１１及び前記第２導電型半導体層１３の内の不純物のドーピング濃度は均一または不均一に形成できる。即ち、前記発光構造物１０の構造は多様に形成されることができ、これに対して限定するものではない。
また、前記第１導電型半導体層１１と前記活性層１２との間には第１導電型ＩｎＧａＮ／ＧａＮスーパーラティス構造、またはＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮスーパーラティス構造が形成されることもできる。また、前記第２導電型半導体層１３と前記活性層１２との間には第２導電型のＡｌＧａＮ層が形成されることもできる。
次に、図１１に示すように、前記発光構造物１０の上に第３絶縁層４５、オーミック接触層１５、及び反射層１７を形成することができる。
前記第３絶縁層４５は絶縁物質で具現できる。例えば、前記第３絶縁層４５は酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記第３絶縁層４５はＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが独立的に選択されて形成できる。
前記反射層１７と前記第２導電型半導体層１３との間に前記オーミック接触層１５が配置できる。前記オーミック接触層１５は、前記第２導電型半導体層１３に接触して配置できる。
前記オーミック接触層１５は、前記発光構造物１０とオーミック接触するように形成できる。前記反射層１７は、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結できる。前記オーミック接触層１５は、前記発光構造物１０とオーミック接触する領域を含むことができる。
前記オーミック接触層１５は、例えば透明伝導性酸化膜で形成できる。前記オーミック接触層１５は、例としてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum Zinc Oxide）、ＡＧＺＯ（Aluminum Gallium Zinc Oxide）、ＩＺＴＯ（Indium Zinc Tin Oxide）、ＩＡＺＯ（Indium Aluminum Zinc Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium Gallium Zinc Oxide）、ＩＧＴＯ（Indium Gallium Tin Oxide）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、ＧＺＯ（Gallium Zinc Oxide）、ＩＺＯＮ（IZO Nitride）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｔｉのうちから選択された少なくとも１つの物質で形成できる。
前記反射層１７は高反射率を有する物質で形成できる。例えば、前記反射層１７はＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｈｆのうち、少なくとも１つを含む金属または合金で形成できる。また、前記反射層１７は、前記金属または合金とＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）、ＩＺＯ（Indium-Zinc-Oxide）、ＩＺＴＯ（Indium-Zinc-Tin-Oxide）、ＩＡＺＯ（Indium-Aluminum-Zinc-Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium-Gallium-Zinc-Oxide）、ＩＧＴＯ（Indium-Gallium-Tin-Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-Zinc-Oxide）、ＡＴＯ（Antimony-Tin-Oxide）などの透光性伝導性物質を用いて多層に形成できる。例えば、実施形態で前記反射層１７はＡｇ、Ａｌ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金、またはＡｇ−Ｃｕ合金のうち、少なくともいずれか１つを含むことができる。
例えば、前記反射層１７はＡｇ層とＮｉ層とが交互に形成されることもでき、Ｎｉ／Ａｇ／Ｎｉ、あるいはＴｉ層、Ｐｔ層を含むことができる。また、前記オーミック接触層１５は前記反射層１７の上に形成され、少なくとも一部が前記反射層１７を通過して前記発光構造物１０とオーミック接触することもできる。
次に、図１２に示すように、前記発光構造物１０の上に第１金属層３５、第２金属層３７、第２絶縁層４０、第３金属層５０、ボンディング層６０、及び伝導性支持部材７０が形成できる。
前記第１金属層３５は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。実施形態によれば、第２電極８２は、前記反射層１７、前記オーミック接触層１５、前記第１金属層３５のうち、少なくとも１つを含むことができる。例として、前記第２電極８２は、前記反射層１７、前記第１金属層３５、前記オーミック接触層１５を全て含むこともでき、選択された１つの層または選択された２つの層を含むこともできる。
前記第２金属層３７は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第２金属層３７は前記第１金属層３５と同一な物質で形成できる。また、前記第２金属層３７と前記第１金属層３５とは互いに異なる物質で形成されることもできる。
前記第１金属層３５と前記第２金属層３７との間に第２絶縁層４０が形成できる。前記第２絶縁層４０は、酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記第２絶縁層４０は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１金属層３５の上に形成できる。前記第２絶縁層４０の一部の領域は前記第２金属層３７の周りを覆いかぶせるように配置できる。
前記第２金属層３７の上に前記第３金属層５０が形成できる。前記第３金属層５０は、前記第２金属層３７に電気的に連結できる。前記第３金属層５０の下部面は前記第２金属層３７の上部面に接触できる。前記第３金属層５０は、前記第２絶縁層４０上に形成できる。
前記第３金属層５０は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第３金属層５０は、拡散障壁層の機能を遂行することもできる。前記第３金属層５０の上に前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０が形成できる。
前記第３金属層５０は、前記ボンディング層６０が提供される工程で前記ボンディング層６０に含まれた物質が前記反射層１７の方向への拡散を防止する機能を遂行することができる。前記第３金属層５０は、前記ボンディング層６０に含まれたすず（Ｓｎ）などの物質が前記反射層１７に影響を及ぼすことを防止することができる。
前記ボンディング層６０は、バリア金属またはボンディング金属などを含み、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｐｄ、またはＴａのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記伝導性支持部材７０は、実施形態に従う発光構造物１０を支持し、放熱機能を遂行することができる。前記ボンディング層６０はシード層で具現されることもできる。
前記伝導性支持部材７０は例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｕ−Ｗ、または不純物が注入された半導体基板（例：Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど）のうち、少なくともいずれか１つで形成できる。
実施形態によれば、第１電極８１は、前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第１電極８１は、前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０を全て含むこともできる。また、前記第１電極８１は、前記第２金属層３５、前記第３金属層５０、前記ボンディング層６０、前記伝導性支持部材７０のうち、２個または３個を選択的に含むこともできる。
次に、前記第１導電型半導体層１１から前記基板５を除去する。一例として、前記基板５はレーザーリフトオフ（ＬＬＯ：Laser Lift Off）工程により除去できる。レーザーリフトオフ工程（ＬＬＯ）は、前記基板５の下面にレーザーを照射して、前記基板５と前記第１導電型半導体層１１とを互いに剥離させる工程である。
そして、図１３に示すように、アイソレーションエッチングを遂行して前記発光構造物１０の側面をエッチングし、前記第２電極８２の一部の領域が露出できるようになる。前記アイソレーションエッチングにより前記第１金属層３５の一部の領域が露出できる。また、前記アイソレーションエッチングにより前記第３絶縁層４５が露出できる。前記アイソレーションエッチングは、例えばＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）のような乾式エッチングにより実施できるが、これに対して限定するものではない。
前記発光構造物１０の上部面にラフネス（roughness）が形成できる。前記発光構造物１０の上部面に光抽出パターンが提供できる。前記発光構造物１０の上部面に凹凸パターンが提供できる。前記発光構造物１０に提供される光抽出パターンは、一例としてＰＥＣ（Photo Electro Chemical）エッチング工程により形成できる。これによって、実施形態によれば外部光抽出効果を上昇させることができるようになる。
次に、図１３に示すように、第１絶縁層３３、第１コンタクト部９１、及び第２コンタクト部９２が形成できる。
前記第１絶縁層３３は、前記発光構造物１０を貫通して形成できる。前記第１絶縁層３３は、前記発光構造物１０を貫通して前記第２絶縁層４０と接触できる。前記第１絶縁層３３は、前記発光構造物１０を貫通して前記第２金属層３７と接触できる。前記第１絶縁層３３は、前記発光構造物１０を貫通して前記第２金属層３７の上部面に接触できる。
前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０を貫通して配置できる。前記第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３を貫通して配置できる。前記第１コンタクト部９１は、前記第１絶縁層３３の上に形成できる。
例として、実施形態に従う前記発光構造物１０には、図２に示すように、複数の第１コンタクト部９１が形成できる。前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０の前記貫通ホール２０に沿って配置できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は前記第１電極８１に電気的に連結され、前記第１コンタクト部９１の第２領域は前記第１導電型半導体層１１の上部面に接触できる。例えば、前記第１コンタクト部９１の第１領域は、前記第２金属層３７に接触できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は、前記第２金属層３７の上部面に接触できる。
図１３に図示された発光素子には前記第１コンタクト部９１が１つのみ図示されたが、図９に示すように実施形態に従う前記発光構造物１０には複数の第１コンタクト部９１が形成されることができ、各貫通ホール２０に各々の第１コンタクト部９１が形成できる。
前記複数の第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１の上部面に互いに離隔して配置できる。前記複数の第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０に分散されて配置されることによって、前記第１導電型半導体層１１に印加される電流を拡散させることができる。これによって、前記第１導電型半導体層１１の劣化を防止し、前記活性層１２で電子と正孔の結合効率を向上させることができるようになる。
実施形態によれば、前記第１コンタクト部９１は、オーミック層、中間層、上部層で具現できる。前記オーミック層は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎなどから選択された物質を含んでオーミック接触を具現することができる。前記中間層は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどから選択された物質で具現できる。前記上部層は、例えばＡｕを含むことができる。前記第１コンタクト部９１は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、少なくとも１つを含むことができる。
前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記発光構造物１０の内部に配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１コンタクト部９１の周りに配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３を貫通して配置できる。
また、実施形態に従う発光素子は、前記第２コンタクト部９２を含むことができる。前記第２コンタクト部９２は、前記発光構造物１０と離隔して配置できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第２電極８２に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第２電極８２に接触して配置できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５の上部面に接触できる。前記第２コンタクト部９２は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第２コンタクト部９２は前記第１コンタクト部９１と同一な物質で形成されることもできる。また、前記第１コンタクト部９１と前記第２コンタクト部９２とは互いに異なる物質で具現されることもできる。前記第１コンタクト部９１の上部面は、前記第２コンタクト部９２の上部面に比べてより高く配置できる。
一方、以上で説明された製造工程は例として説明されたものであって、設計によって製造工程は多様に変形できる。
実施形態に従う前記第２電極８２は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第２電極８２は、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結できる。前記第１電極８１は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第１電極８１は、前記第１導電型半導体層に電気的に連結できる。前記第１電極８１の下部面は、前記第２電極８２の下部面に比べてより低く配置できる。
前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２との間に配置できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２とを電気的に絶縁させることができる。
実施形態によれば、前記第１電極８１及び前記第２電極８２を通じて前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。例として、実施形態に従う発光素子は前記第１電極８１の伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２に電源を印加することによって、前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。
これによって、前記伝導性支持部材７０をボンディングパッドに付着させる方法などにより前記第１導電型半導体層１１に電源が提供できるようになる。また、実施形態によれば、前記第２コンタクト部９２が前記第２電極８２に電気的に連結できる。これによって、前記第２コンタクト部９２をワイヤーボンディングなどにより電源パッドに連結させることによって、前記第２導電型半導体層１３に電源が提供できるようになる。
このように実施形態に従う発光素子によれば、前記伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２を通じて前記発光構造物１０に電源が提供できるようになる。これによって、実施形態によれば、電流集中を防止し、電気的な信頼性を向上させることができるようになる。
実施形態に従う発光素子は、前記発光構造物１０の上部面方向から前記貫通ホール２０を形成する。これによって、製造工程をより単純化させることができ、歩留まりを向上させることができる。また、実施形態に従う発光素子は前記発光構造物１０の上部面に配置された電極面積を縮められるようになり、前記発光構造物１０の上部面または側面に保護層の配置されないことがある。これによって、前記発光構造物１０から外部に抽出される光抽出効率を向上させることができるようになる。
実施形態によれば、前記発光構造物１０の下部の周りに絶縁層でない金属層が配置できるようになる。即ち、前記発光構造物１０が下部の周りに前記第２電極８２または前記第１金属層３５が配置できる。これによって、金属層が前記発光構造物１０を直接覆いかぶせている構造になることができ、接着力が良くなることにつれて、前記発光構造物１０が破れなくて、歩留まりが向上できる長所がある。また、前記発光構造物１０の下部の周りに金属層が配置される場合、高い電流でより安定性を確保することができる長所がある。
図１４は、本発明の実施形態に従う発光素子の他の例を示す図である。図１４に図示された発光素子を説明するに当たって、図８及び図９を参照して説明された部分と重複する事項に対しては説明を省略する。
実施形態に従う発光素子によれば、前記発光構造物１０の下にオーミック反射層１９が配置できる。前記オーミック反射層１９は、反射層１７とオーミック接触層１５の機能を全て遂行するように具現できる。これによって、前記オーミック反射層１９は前記第２導電型半導体層１３にオーミック接触し、前記発光構造物１０から入射される光を反射させる機能を遂行することができる。
ここで、前記オーミック反射層１９は多層に形成できる。例えば、Ａｇ層とＮｉ層とが交互に形成されることもでき、Ｎｉ／Ａｇ／Ｎｉ、あるいはＴｉ、Ｐｔ層を含むこともできる。
実施形態に従う発光素子は、前記オーミック反射層１９の下部に配置された前記伝導性支持部材７０を通じて前記オーミック反射層１９の上部に配置された前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結できる。
実施形態に従う第２電極８２は、前記オーミック反射層１９と第１金属層３５のうち、少なくとも１つを含むことができる。実施形態に従う発光素子は、前記第２電極８２の下部に配置された前記伝導性支持部材７０を通じて前記第２電極８２の上部に配置された前記第１導電型半導体層１１に第１コンタクト部９１を通じて電気的に連結できる。
前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０を貫通して配置できる。前記第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３を貫通して配置できる。
例として、実施形態に従う前記発光構造物１０には、図９に示すように、複数の第１コンタクト部９１が形成できる。前記第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０の前記貫通ホール２０に沿って配置できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は前記第１電極８１に電気的に連結され、前記第１コンタクト部９１の第２領域は前記第１導電型半導体層１１の上部面に接触できる。例えば、前記第１コンタクト部９１の第１領域は前記第２金属層３７に接触できる。前記第１コンタクト部９１の第１領域は前記第２金属層３７の上部面に接触できる。
図１４に図示された発光素子には前記第１コンタクト部９１が１つのみ図示されたが、図９に示すように、実施形態に従う前記発光構造物１０には複数の第１コンタクト部９１が形成されることができ、各貫通ホール２０に各々の第１コンタクト部９１が形成できる。
前記複数の第１コンタクト部９１は、前記第１導電型半導体層１１の上部面に互いに離隔して配置できる。前記複数の第１コンタクト部９１は、前記発光構造物１０に分散されて配置されることによって、前記第１導電型半導体層１１に印加される電流を拡散させることができる。これによって、前記第１導電型半導体層１１の劣化を防止し、前記活性層１２で電子と正孔との結合効率を向上させることができるようになる。
実施形態によれば、前記第１コンタクト部９１は、オーミック層、中間層、上部層で具現できる。前記オーミック層は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎなどから選択された物質を含んでオーミック接触を具現することができる。前記中間層は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどから選択された物質で具現できる。前記上部層は、例えばＡｕを含むことができる。前記第１コンタクト部９１は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、少なくとも１つを含むことができる。
前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記発光構造物１０の内部に配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１コンタクト部９１の周りに配置できる。前記第１絶縁層３３の一部の領域は、前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３を貫通して配置できる。
また、実施形態に従う発光素子は前記第２コンタクト部９２を含むことができる。前記第２コンタクト部９２は、前記発光構造物１０と離隔して配置できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第２電極８２に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記チャンネル層３０を貫通して前記第２電極８２に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５に電気的に連結できる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１金属層３５の上部面に接触できる。前記第２コンタクト部９２は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第２コンタクト部９２は、前記第１コンタクト部９１と同一な物質で形成されることもできる。また、前記第１コンタクト部９１と前記第２コンタクト部９２とは互いに異なる物質で具現されることもできる。前記第１コンタクト部９１の上部面は前記第２コンタクト部９２の上部面に比べてより高く配置できる。
実施形態に従う前記第２電極８２は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第２電極８２は、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結できる。前記第１電極８１は、前記発光構造物１０の下に配置できる。前記第１電極８１は、前記第１導電型半導体層に電気的に連結できる。前記第１電極８１の下部面は、前記第２電極８２の下部面に比べてより低く配置できる。
前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２との間に配置できる。前記第２絶縁層４０は、前記第１電極８１と前記第２電極８２とを電気的に絶縁させることができる。
実施形態によれば、前記第１電極８１及び前記第２電極８２を通じて前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。例として、実施形態に従う発光素子は前記第１電極８１の伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２に電源を印加することによって、前記発光構造物１０に電源が印加できるようになる。
これによって、前記伝導性支持部材７０をボンディングパッドに付着させる方法などにより前記第１導電型半導体層１１に電源が提供できるようになる。また、実施形態によれば、前記第２コンタクト部９２が前記第２電極８２に電気的に連結できる。これによって、前記第２コンタクト部９２をワイヤーボンディングなどにより電源パッドに連結させることによって、前記第２導電型半導体層１３に電源が提供できるようになる。
このように、実施形態に従う発光素子によれば、前記伝導性支持部材７０と前記第２コンタクト部９２を通じて前記発光構造物１０に電源が提供できるようになる。これによって、実施形態によれば、電流集中を防止し、電気的な信頼性を向上させることができるようになる。
実施形態に従う発光素子は、前記発光構造物１０の上部面方向から前記貫通ホール２０を形成する。これによって、製造工程をより単純化させることができ、歩留まりを向上させることができる。また、実施形態に従う発光素子は、前記発光構造物１０の上部面に配置された電極面積を縮められるようになり、前記発光構造物１０の上部面または側面に保護層の配置されないことがある。これによって、前記発光構造物１０から外部に抽出される光抽出効率を向上させることができるようになる。
図１５は、本発明の実施形態に従う発光素子が適用された発光素子パッケージを示す図である。
図１５を参照すると、実施形態に従う発光素子パッケージは、胴体１２０と、前記胴体１２０に配置された第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２と、前記胴体１２０に提供されて前記第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２と電気的に連結される実施形態に従う発光素子１００と、前記発光素子１００を囲むモールディング部材１４０とを含むことができる。
前記胴体１２０は、シリコン材質、合成樹脂材質、または金属材質を含んで形成されることができ、前記発光素子１００の周囲に傾斜面が形成できる。
前記第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２は互いに電気的に分離され、前記発光素子１００に電源を提供する。また、前記第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２は前記発光素子１００で発生した光を反射させて光効率を増加させることができ、前記発光素子１００で発生した熱を外部に排出させる役割をすることもできる。
前記発光素子１００は、前記胴体１２０の上に配置されたり前記第１リード電極１３１または第２リード電極１３２上に配置されたりすることができる。
前記発光素子１００は、前記第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２とワイヤー方式、フリップチップ方式、またはダイボンディング方式のうち、いずれか１つにより電気的に連結されることもできる。
前記モールディング部材１４０は、前記発光素子１００を囲んで前記発光素子１００を保護することができる。また、前記モールディング部材１４０には蛍光体が含まれて前記発光素子１００から放出された光の波長を変化させることができる。
実施形態に従う発光素子または発光素子パッケージは、複数個が基板の上にアレイされることができ、前記発光素子パッケージの光経路の上に光学部材であるレンズ、導光板、プリズムシート、拡散シートなどが配置できる。このような発光素子パッケージ、基板、光学部材は、ライトユニットとして機能することができる。前記ライトユニットは、トップビューまたはサイドビュータイプで具現されて、携帯端末機及びノートブックコンピュータなどの表示装置に提供されるか、照明装置及び指示装置などに多様に適用できる。更に他の実施形態は、前述した実施形態に記載された発光素子または発光素子パッケージを含む照明装置で具現できる。例えば、照明装置は、ランプ、街灯、電光板、前照灯を含むことができる。
実施形態に従う発光素子は、ライトユニットに適用できる。前記ライトユニットは、複数の発光素子がアレイされた構造を含み、図１６及び図１７に図示された表示装置、図１８に図示された照明装置を含むことができる。
図１６を参照すると、実施形態に従う表示装置１０００は、導光板１０４１と、前記導光板１０４１に光を提供する発光モジュール１０３１と、前記導光板１０４１の下に反射部材１０２２と、前記導光板１０４１の上に光学シート１０５１と、前記光学シート１０５１の上に表示パネル１０６１と、前記導光板１０４１、発光モジュール１０３１、及び反射部材１０２２を収納するボトムカバー１０１１とを含むことができるが、これに限定されるものではない。
前記ボトムカバー１０１１、反射部材１０２２、導光板１０４１、及び光学シート１０５１は、ライトユニット１０５０と定義できる。
前記導光板１０４１は、光を拡散させて面光源化させる役割をする。前記導光板１０４１は透明な材質からなり、例えば、ＰＭＭＡ（polymethyl metaacrylate）のようなアクリル樹脂系列、ＰＥＴ（polyethylene terephthlate）、ＰＣ（poly carbonate）、ＣＯＣ（cycloolefin copolymer）、及びＰＥＮ（polyethylene naphthalate）樹脂のうち、１つを含むことができる。
前記発光モジュール１０３１は、前記導光板１０４１の少なくとも一側面に光を提供し、窮極的には表示装置の光源として作用するようになる。
前記発光モジュール１０３１は少なくとも１つが提供されることができ、前記導光板１０４１の一側面で直接または間接的に光を提供することができる。前記発光モジュール１０３１は基板１０３３と前述した実施形態に従う発光素子または発光素子パッケージ２００を含むことができる。前記発光素子パッケージ２００は、前記基板１０３３の上に所定間隔でアレイできる。
前記基板１０３３は、回路パターンを含む印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）でありうる。但し、前記基板１０３３は一般ＰＣＢだけでなく、メタルコアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ：Metal Core PCB）、軟性ＰＣＢ（ＦＰＣＢ：Flexible PCB）などを含むこともでき、これに対して限定するものではない。前記発光素子パッケージ２００は、前記ボトムカバー１０１１の側面または放熱プレートの上に提供される場合、前記基板１０３３は除去できる。ここで、前記放熱プレートの一部は前記ボトムカバー１０１１の上面に接触できる。
そして、前記多数の発光素子パッケージ２００は光が放出される出射面が前記導光板１０４１と所定距離離隔するように搭載されることができ、これに対して限定するものではない。前記発光素子パッケージ２００は、前記導光板１０４１の一側面である入光部に光を直接または間接的に提供することができ、これに対して限定するものではない。
前記導光板１０４１の下には前記反射部材１０２２が配置できる。前記反射部材１０２２は、前記導光板１０４１の下面に入射された光を反射させて上に向かうようにすることによって、前記ライトユニット１０５０の輝度を向上させることができる。前記反射部材１０２２は、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＶＣレジンなどで形成できるが、これに対して限定するものではない。前記反射部材１０２２は前記ボトムカバー１０１１の上面であることがあり、これに対して限定するものではない。
前記ボトムカバー１０１１は、前記導光板１０４１、発光モジュール１０３１、及び反射部材１０２２などを収納することができる。このために、前記ボトムカバー１０１１は上面が開口されたボックス（box）形状を有する収納部１０１２が備えられることができ、これに対して限定するものではない。前記ボトムカバー１０１１はトップカバーと結合されることができ、これに対して限定するものではない。
前記ボトムカバー１０１１は、金属材質または樹脂材質で形成されることができ、プレス成形または圧出成形などの工程を用いて製造できる。また、前記ボトムカバー１０１１は熱伝導性の良い金属または非金属材料を含むことができ、これに対して限定するものではない。
前記表示パネル１０６１は、例えばＬＣＤパネルであって、互いに対向する透明な材質の第１及び第２基板、そして第１及び第２基板の間に介された液晶層を含む。前記表示パネル１０６１の少なくとも一面には偏光板が付着されることができ、このような偏光板の付着構造に限定するものではない。前記表示パネル１０６１は、光学シート１０５１を通過した光により情報を表示するようになる。このような表示装置１０００は、各種の携帯端末機、ノートブックコンピュータのモニタ、ラップトップコンピュータのモニタ、テレビなどに適用できる。
前記光学シート１０５１は、前記表示パネル１０６１と前記導光板１０４１との間に配置され、少なくとも一枚の透光性シートを含む。前記光学シート１０５１は、例えば拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、及び輝度強化シートなどのシートのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記拡散シートは入射される光を拡散させ、前記水平または／及び垂直プリズムシートは入射される光を表示領域に集光させ、前記輝度強化シートは損失される光を再使用して輝度を向上させる。また、前記表示パネル１０６１の上には保護シートが配置されることができ、これに対して限定するものではない。
ここで、前記発光モジュール１０３１の光経路の上には光学部材として、前記導光板１０４１及び光学シート１０５１を含むことができ、これに対して限定するものではない。
図１７は、本発明の実施形態に従う表示装置の他の例を示す図である。
図１７を参照すると、表示装置１１００は、ボトムカバー１１５２、前記に開示された発光素子１００がアレイされた基板１０２０、光学部材１１５４、及び表示パネル１１５５を含む。前記基板１０２０と前記発光素子パッケージ２００は、発光モジュール１０６０と定義できる。前記ボトムカバー１１５２には収納部１１５３を備えることができ、これに対して限定するものではない。
ここで、前記光学部材１１５４は、レンズ、導光板、拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、及び輝度強化シートなどのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記導光板はＰＣ材質またはＰＭＭＡ（Poly methy methacrylate）材質からなることができ、このような導光板は除去できる。前記拡散シートは入射される光を拡散させ、前記水平及び垂直プリズムシートは入射される光を表示領域に集光させ、前記輝度強化シートは損失される光を再使用して輝度を向上させる。
前記光学部材１１５４は前記発光モジュール１０６０の上に配置され、前記発光モジュール１０６０から放出された光を面光源したり、拡散、集光などを遂行したりするようになる。
図１８は、本発明の実施形態に従う照明装置を示す図である。
図１８を参照すると、実施形態に従う照明装置は、カバー２１００、光源モジュール２２００、放熱体２４００、電源提供部２６００、内部ケース２７００、及びソケット２８００を含むことができる。また、実施形態に従う照明装置は、部材２３００とホルダー２５００のうち、いずれか１つ以上をさらに含むことができる。前記光源モジュール２２００は、実施形態に従う発光素子パッケージを含むことができる。
例えば、前記カバー２１００はバルブ（bulb）または半球の形状を有し、中空のものであり、 一部分が開口された形状に提供できる。前記カバー２１００は、前記光源モジュール２２００と光学的に結合できる。例えば、前記カバー２１００は前記光源モジュール２２００から提供される光を拡散、散乱、または励起させることができる。前記カバー２１００は、一種の光学部材でありうる。前記カバー２１００は、前記放熱体２４００と結合できる。前記カバー２１００は、前記放熱体２４００と結合する結合部を有することができる。
前記カバー２１００の内面には乳白色塗料がコーティングできる。乳白色の塗料は、光を拡散させる拡散材を含むことができる。前記カバー２１００の内面の表面粗さは、前記カバー２１００の外面の表面粗さより大きく形成できる。これは、前記光源モジュール２２００からの光が十分に散乱及び拡散されて外部に放出させるためである。
前記カバー２１００の材質は、ガラス（glass）、プラスチック、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などでありうる。ここで、ポリカーボネートは耐光性、耐熱性、強度に優れる。前記カバー２１００は、外部から前記光源モジュール２２００が見えるように透明であることがあり、不透明であることがある。前記カバー２１００は、ブロー（blow）成形により形成できる。
前記光源モジュール２２００は、前記放熱体２４００の一面に配置できる。したがって、前記光源モジュール２２００からの熱は前記放熱体２４００に伝導される。前記光源モジュール２２００は、光源部２２１０、連結プレート２２３０、及びコネクタ２２５０を含むことができる。
前記部材２３００は前記放熱体２４００の上面の上に配置され、複数の光源部２２１０とコネクタ２２５０が挿入されるガイド溝２３１０を有する。前記ガイド溝２３１０は、前記光源部２２１０の基板及びコネクタ２２５０と対応する。
前記部材２３００の表面は光反射物質で塗布またはコーティングされたものであることがある。例えば、前記部材２３００の表面は白色の塗料で塗布またはコーティングされたものであることがある。このような前記部材２３００は、前記カバー２１００の内面に反射されて前記光源モジュール２２００側の方向に戻る光をまた前記カバー２１００の方向に反射する。したがって、実施形態に従う照明装置の光効率を向上させることができる。
前記部材２３００は、例として絶縁物質からなることができる。前記光源モジュール２２００の連結プレート２２３０は、電気伝導性の物質を含むことができる。したがって、前記放熱体２４００と前記連結プレート２２３０との間に電気的な接触がなされることができる。前記部材２３００は絶縁物質で構成されて、前記連結プレート２２３０と前記放熱体２４００との電気的な短絡を遮断することができる。前記放熱体２４００は、前記光源モジュール２２００からの熱と前記電源提供部２６００からの熱の伝達を受けて放熱する。
前記ホルダー２５００は、内部ケース２７００の絶縁部２７１０の収納溝２７１９を塞ぐ。したがって、前記内部ケース２７００の前記絶縁部２７１０に収納される前記電源提供部２６００は密閉される。前記ホルダー２５００は、ガイド突出部２５１０を有する。前記ガイド突出部２５１０は、前記電源提供部２６００の突出部２６１０が貫通するホールを有する。
前記電源提供部２６００は、外部から提供を受けた電気的な信号を処理または変換して前記光源モジュール２２００に提供する。前記電源提供部２６００は前記内部ケース２７００の収納溝２７１９に収納され、前記ホルダー２５００により前記内部ケース２７００の内部に密閉される。
前記電源提供部２６００は、突出部２６１０、ガイド部２６３０、ベース２６５０、及び延長部２６７０を含むことができる。
前記ガイド部２６３０は、前記ベース２６５０の一側から外部に突出した形状を有する。前記ガイド部２６３０は、前記ホルダー２５００に挿入できる。前記ベース２６５０の一面の上に多数の部品が配置できる。多数の部品は、例えば外部電源から提供される交流電源を直流電源に変換する直流変換装置、前記光源モジュール２２００の駆動を制御する駆動チップ、前記光源モジュール２２００を保護するためのＥＳＤ（Electro Static discharge）保護素子などを含むことができるが、これに対して限定するものではない。
前記延長部２６７０は、前記ベース２６５０の他の一側から外部に突出した形状を有する。前記延長部２６７０は、前記内部ケース２７００の連結部２７５０の内部に挿入され、外部からの電気的信号の提供を受ける。例えば、前記延長部２６７０は、前記内部ケース２７００の連結部２７５０の幅と等しいか小さく提供できる。前記延長部２６７０には、“＋電線”と“−電線”の各一端が電気的に連結され、“＋電線”と“−電線”の他の一端はソケット２８００に電気的に連結できる。
前記内部ケース２７００は、内部に前記電源提供部２６００と共にモールディング部を含むことができる。モールディング部はモールディング液体が固まった部分であって、前記電源提供部２６００が前記内部ケース２７００の内部に固定できるようにする。
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上に例示していない多様な変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形及び応用にかかわる差異点も、特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
１０ 発光構造物
１１ 第１導電型半導体層
１２ 活性層
１３ 第２導電型半導体層
１５ オーミック接触層
１７ 反射層
２０ 貫通ホール
３０ チャンネル層
３３ 第１絶縁層
３５ 第１金属層
３７ 第２金属層
４０ 第２絶縁層
４５ 第３絶縁層
５０ 第３金属層
６０ ボンディング層
７０ 伝導性支持部材
８１ 第１電極
８２ 第２電極
９１ 第１コンタクト部
９２ 第２コンタクト部
１１ 第１導電型半導体層
１２ 活性層
１３ 第２導電型半導体層
１５ オーミック接触層
１７ 反射層
２０ 貫通ホール
３０ チャンネル層
３３ 第１絶縁層
３５ 第１金属層
３７ 第２金属層
４０ 第２絶縁層
４５ 第３絶縁層
５０ 第３金属層
６０ ボンディング層
７０ 伝導性支持部材
８１ 第１電極
８２ 第２電極
９１ 第１コンタクト部
９２ 第２コンタクト部
Claims (10)
- 第１導電型半導体層、前記第１導電型半導体層の下に活性層、前記活性層の下に第２導電型半導体層を含む発光構造物と、
前記発光構造物の下に配置され、前記第１導電型半導体層に電気的に連結された第１電極と、
前記発光構造物の下に配置され、前記第２導電型半導体層に電気的に連結された第２電極と、
前記第２導電型半導体層の下部面に接触して配置された第１部分と、前記第１部分の上部面から上部方向に突出して前記第２導電型半導体層と前記活性層を貫通し、前記第１導電型半導体層の一部領域まで延長配置された第２部分とを含む第１絶縁層と、
前記発光構造物の下部の周りに配置されたチャンネル層と、
前記発光構造物の前記第１導電型半導体層、前記活性層及び前記第２導電型半導体層を貫通して配置され、第１領域は前記第１絶縁層の上部面から下部面を貫通して前記第１電極の上部面に直接接触して配置され、第２領域は前記第１導電型半導体層の上部面に直接接触した第１コンタクト部と、
前記発光構造物の側面から離隔配置され、第１領域は前記チャンネル層の上に配置され、第２領域は前記チャンネル層を貫通して前記第２電極の上部面に直接接触して配置された第２コンタクト部と、
前記第１電極の上部面と前記第２電極の下部面との間に配置され、前記第１絶縁層の下部面に直接接触して配置された第２絶縁層と、を含み、
前記第２絶縁層の上部面が前記第１絶縁層の下部面に直接接触して配置され、
前記チャンネル層の上部面は、前記第２導電型半導体層の下部面に直接接触して配置され、
前記チャンネル層の下部面は、前記第２電極の上部面に直接接触して配置され、
前記第１絶縁層の前記第２部分は、前記第１コンタクト部の側面から離隔して前記第１コンタクト部の周りに配置され、
前記第１電極は、前記第２電極の下部面より低く配置された伝導性支持部材を含み、
前記発光構造物を貫通する前記第１コンタクト部の幅は、５マイクロメートル〜２００マイクロメートルであり、
前記第１コンタクト部の側面は、前記発光構造物を貫通する貫通ホール内で前記発光構造物の前記第１導電型半導体層、前記活性層及び前記第２導電型半導体層に直接接触して配置され、
前記第１導電型半導体層の上部面に配置された前記第１コンタクト部は、前記第１導電型半導体層に設けられた、前記第１コンタクト部が貫通する前記貫通ホールの周りから５マイクロメートル〜５０マイクロメートルの幅で延長され、
前記伝導性支持部材と前記第２コンタクト部の前記第２領域を介して、前記発光構造物の駆動電源が外部から印加されることを特徴とする、発光素子。 - 前記第２電極はオーミック接触層と反射層とを含み、
前記チャンネル層の一部領域は、前記第２導電型半導体層の下部面と前記オーミック接触層との間に配置されたことを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。 - 前記第１絶縁層は、前記第２導電型半導体層の下部面と前記オーミック接触層との間に配置されたことを特徴とする、請求項２に記載の発光素子。
- 前記チャンネル層は絶縁物質で形成されたことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の発光素子。
- 前記チャンネル層は酸化物または窒化物を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の発光素子。
- 前記第１コンタクト部は複数形成されたことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の発光素子。
- 複数の前記第１コンタクト部は前記第１導電型半導体層の上部面に互いに離隔して配置されたことを特徴とする、請求項６に記載の発光素子。
- 前記第１導電型半導体層の上部面に形成されたラフネスを含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の発光素子。
- 前記第１コンタクト部の上部面が前記第２コンタクト部の上部面に比べてより高く配置されたことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の発光素子。
- 前記第２コンタクト部の上部面が前記第２電極の上部面に比べてより高く配置されたことを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の発光素子。
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