[go: up one dir, main page]

KR100620891B1 - Light emitting device and manufacturing method - Google Patents

Light emitting device and manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
KR100620891B1
KR100620891B1 KR1020050023185A KR20050023185A KR100620891B1 KR 100620891 B1 KR100620891 B1 KR 100620891B1 KR 1020050023185 A KR1020050023185 A KR 1020050023185A KR 20050023185 A KR20050023185 A KR 20050023185A KR 100620891 B1 KR100620891 B1 KR 100620891B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
layer
type semiconductor
substrate
semiconductor layer
Prior art date
Application number
KR1020050023185A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
제임스 에스. 스펙
이정훈
이재호
Original Assignee
서울옵토디바이스주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to KR1020050023185A priority Critical patent/KR100620891B1/en
Application filed by 서울옵토디바이스주식회사 filed Critical 서울옵토디바이스주식회사
Priority to EP10159433.1A priority patent/EP2259318A3/en
Priority to JP2007553999A priority patent/JP5192239B2/en
Priority to PCT/KR2005/002124 priority patent/WO2006083065A1/en
Priority to US11/815,255 priority patent/US7772601B2/en
Priority to EP05765877A priority patent/EP1864338A4/en
Priority to TW094135727A priority patent/TWI282616B/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100620891B1 publication Critical patent/KR100620891B1/en
Priority to US12/410,101 priority patent/US7772602B2/en
Priority to US12/774,525 priority patent/US7880183B2/en
Priority to JP2012039236A priority patent/JP2012129546A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/10Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
    • H10H29/14Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor components
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/813Bodies having a plurality of light-emitting regions, e.g. multi-junction LEDs or light-emitting devices having photoluminescent regions within the bodies
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/815Bodies having stress relaxation structures, e.g. buffer layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/857Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/858Means for heat extraction or cooling
    • H10H20/8581Means for heat extraction or cooling characterised by their material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204Optical Diode
    • H01L2924/12041LED
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • H10H20/036Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0364Manufacture or treatment of packages of interconnections
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • H10H20/036Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0365Manufacture or treatment of packages of means for heat extraction or cooling

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 다수의 셀이 어레이된 발광 소자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 열전도성 기판과, 상기 기판상에 형성된 버퍼층과, 상기 버퍼층 상에 형성된 다수의 발광셀 및 상기 다수의 발광셀을 직렬 연결하기 위한 다수의 금속배선을 포함하는 발광 소자와 이의 제조방법을 제공한다. 열전도도가 우수한 기판을 사용하여, 고출력을 달성할 수 있으며, 기판 상에 절연성 버퍼층을 형성하여 기판과 발광셀간을 용이하게 절연시킬 수 있어서, 셀 간의 전류의 누설없이 서로 절연된 고전압 발광셀 어레이를 쉽게 형성할 수 있다. The present invention relates to a light emitting device in which a plurality of cells are arrayed and a method of manufacturing the same. A thermally conductive substrate, a buffer layer formed on the substrate, a plurality of light emitting cells formed on the buffer layer, and a plurality of light emitting cells are connected in series. Provided are a light emitting device including a plurality of metal wires and a method of manufacturing the same. By using a substrate having excellent thermal conductivity, a high output can be achieved, and an insulating buffer layer can be formed on the substrate to easily insulate the substrate from the light emitting cells, so that a high voltage light emitting cell array insulated from each other without leakage of current between the cells can be obtained. It can be easily formed.

발광 셀, 발광 소자, 직렬 접속, 버퍼층, 금속배선, 정류 브리지, 조명용 발광 장치 Light emitting cell, light emitting element, series connection, buffer layer, metallization, rectifying bridge, light emitting device for lighting

Description

발광소자 및 그 제조방법{LUMINOUS ELEMENT AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Light-Emitting Device and Manufacturing Method Thereof {LUMINOUS ELEMENT AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자를 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view for describing a method of manufacturing a light emitting device according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 기판 120 : 버퍼층110 substrate 120 buffer layer

130, 150 : 반도체층 140 : 활성층130 and 150: semiconductor layer 140: active layer

160, 165 : 오믹 금속층 170 : 금속배선160, 165: ohmic metal layer 170: metal wiring

본 발명은 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 열전도성 기판 상에 다수의 발광셀이 어레이되어 고전류 하에서 동작이 가능한 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting device and a method of manufacturing the same, and a light emitting device capable of operating under a high current by a plurality of light emitting cells are arranged on a thermally conductive substrate and a method for manufacturing the same.

발광 다이오드는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자를 지칭한다. 이러한 발광 다이오드는 표시소자 및 백라이트로 이용되고 있으며, 최근 일반 조명용도로 이를 적용하기 위해 활발한 연구가 진행중이다. A light emitting diode refers to a device that generates a small number of carriers (electrons or holes) by using a p-n junction structure of a semiconductor, and emits predetermined light by recombination thereof. Such light emitting diodes are used as display devices and backlights, and active research is being conducted to apply them to general lighting applications.

발광 다이오드는 기존의 전구 또는 형광등에 비해 소모 전력이 작고 수명이 길다. 즉, 발광 다이오드의 소모 전력은 기존의 조명 장치에 비해 수 내지 수 십분의 1에 불과하고, 수명은 수 내지 수십 배에 이르러, 소모 전력 및 내구성 측면에서 기존의 전구 또는 형광등에 비해 월등하다. Light emitting diodes consume less power and have a longer lifetime than conventional light bulbs or fluorescent lamps. That is, the power consumption of the light emitting diode is only a few to tens of times compared to the conventional lighting device, the lifetime is several to several tens of times, superior to the conventional bulb or fluorescent lamp in terms of power consumption and durability.

이러한 발광 다이오드는 일반적으로 사파이어 기판 상에 질화물 반도체를 에피 성장하고 패터닝한 다음 이를 전기적으로 연결하여 형성된다. 하지만, 사파이어 기판은 열전도성이 상대적으로 낮기 때문에, 고출력을 얻기 위해 전류를 증가시켜 인가할 경우, 열 방출이 원활하지 못하여 최대 광출력 수준이 열세를 보였다. 이를 극복하기 위한 방법으로 플립칩(Filp chip) 구조가 적용된다. 플립칩은 에피층부를 열전도도가 우수한 재료의 기판, 예컨대 서브마운트 위로 향하도록 본딩할 수 있는 발광칩으로, 서브마운트 상에 다이 본딩(Die bonding) 된다. 그러나, 플립칩을 다이 본딩할 경우, 본딩에 사용되는 접착물질과 에피층 및 서브마운트(Submount) 사이의 열팽창율 차이에 기인하여, 본딩부에서 결함이 발생하고, 플립칩이 서브마운트 기판에서 분리되는 문제가 있다.Such light emitting diodes are generally formed by epitaxially growing and patterning a nitride semiconductor on a sapphire substrate and then electrically connecting them. However, since the sapphire substrate has a relatively low thermal conductivity, when the current is increased to obtain a high output, heat emission is not smooth and the maximum light output level is inferior. In order to overcome this problem, a flip chip structure is applied. A flip chip is a light emitting chip that can bond an epi layer portion onto a substrate of a material having excellent thermal conductivity, such as a submount, and is die bonded on the submount. However, when die-bonding flip chips, defects occur in the bonding portion due to the difference in thermal expansion between the adhesive material used for bonding and the epi layer and the submount, and the flip chips are separated from the submount substrate. There is a problem.

따라서, 본 발명의 목적은 고전류 인가시 발생하는 열을 효과적으로 방출하 여 고출력화를 달성할 수 있는 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a light emitting device capable of achieving high output by effectively dissipating heat generated when high current is applied and a method of manufacturing the same.

본 발명의 다른 목적은 단일칩 내에 다수의 발광셀이 직렬접속된 발광소자 및 그 제조방법을 제공하며, 다수의 발광셀들에서 발생할 수 있는 누설전류를 방지할 수 있는 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting device in which a plurality of light emitting cells are connected in series in a single chip, and a method of manufacturing the light emitting device and a method of manufacturing the light emitting device capable of preventing leakage current that may occur in the plurality of light emitting cells. To provide.

본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼 레벨에서 다수의 발광셀을 전기적으로 연결할 수 있어 발광 램프 등의 제작 공정을 단순화시킬 수 있는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a light emitting device capable of electrically connecting a plurality of light emitting cells at a wafer level, and to simplify a manufacturing process of a light emitting lamp and the like and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 발광셀이 어레이된 발광소자 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일 태양에 따른 발광소자는 열전도성 기판과, 상기 기판 상에 형성된 버퍼층과, 상기 버퍼층 상에 형성된 다수의 발광셀 및 상기 다수의 발광셀을 직렬 연결하는 다수의 금속배선을 포함한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 발광소자는 열전도성 기판을 통해 열방출이 촉진되어, 고출력화를 달성할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a light emitting device and a manufacturing method of a plurality of light emitting cells are arranged. A light emitting device according to an aspect of the present invention includes a thermally conductive substrate, a buffer layer formed on the substrate, a plurality of light emitting cells formed on the buffer layer, and a plurality of metal wirings connecting the plurality of light emitting cells in series. Accordingly, the light emitting device according to the present invention can promote heat release through the thermally conductive substrate, thereby achieving high output.

상기 열전도성 기판은 탄화실리콘(SiC)일 수 있으며, 상기 버퍼층은 절연성이 뛰어나고 열전도도가 우수한 반절연(Semi-insulating; SI) 질화갈륨(GaN)층일 수 있다. 또한, 상기 버퍼층의 절연성을 보강하기 위해 반절연 SiC층을 상기 SiC 기판과 반절연 GaN층 사이에 위치시킬 수 있다. The thermally conductive substrate may be silicon carbide (SiC), and the buffer layer may be a semi-insulating (SI) gallium nitride (GaN) layer having excellent insulation and excellent thermal conductivity. In addition, a semi-insulating SiC layer may be positioned between the SiC substrate and the semi-insulating GaN layer to reinforce the insulation of the buffer layer.

본 발명의 다른 태양에 따른 발광소자 제조방법은 열전도성 기판을 준비하는 것을 포함한다. 상기 열전도성 기판 상에 절연성의 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼 층 상에 N형 반도체층, 활성층 및 P형 반도체층을 순차적으로 형성한다. 그 후, 상기 N형 반도체층, 활성층 및 상기 P형 반도체층을 패터닝하여 다수의 발광 셀을 형성한다. 이때, 상기 각 발광셀의 N형 반도체층의 일부를 노출시킨다. 그 후, 상기 각 발광셀의 노출된 N형 반도체층과 인접한 발광셀의 P형 반도체층을 직렬 연결하는 다수의 금속배선을 형성한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a light emitting device includes preparing a thermally conductive substrate. An insulating buffer layer is formed on the thermally conductive substrate, and an N-type semiconductor layer, an active layer, and a P-type semiconductor layer are sequentially formed on the buffer layer. Thereafter, the N-type semiconductor layer, the active layer and the P-type semiconductor layer are patterned to form a plurality of light emitting cells. At this time, a portion of the N-type semiconductor layer of each light emitting cell is exposed. Thereafter, a plurality of metal wires are formed to connect the exposed N-type semiconductor layers of each light emitting cell and the P-type semiconductor layers of adjacent light emitting cells in series.

상기 N형 반도체층의 일부가 노출된 후, 상기 P형 반도체층 및 노출된 상기 N형 반도체층 상에 오믹 금속층을 형성할 수 있다.After a portion of the N-type semiconductor layer is exposed, an ohmic metal layer may be formed on the P-type semiconductor layer and the exposed N-type semiconductor layer.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various forms, and the present embodiments are only provided to make the disclosure of the present invention complete and to those skilled in the art. It is provided for complete information. Like numbers refer to like elements in the figures.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광셀이 어레이된 발광소자를 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view for describing a light emitting device in which light emitting cells are arranged according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 발광소자는 열전도성이 우수한 기판(110)과, 기판(110) 상에 형성된 버퍼층(120)과, 버퍼층(120) 상에 패터닝된 다수의 발광셀(100-1 내지 100-n)과, 다수의 발광셀(100-1 내지 100-n)을 직렬 연결하기 위한 다수의 금속배선(170-1 내지 170-n)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the light emitting device of the present invention includes a substrate 110 having excellent thermal conductivity, a buffer layer 120 formed on the substrate 110, and a plurality of light emitting cells 100-patterned on the buffer layer 120. 1 to 100-n) and a plurality of metal wires 170-1 to 170-n for connecting the plurality of light emitting cells 100-1 to 100-n in series.

상기에서 기판(110)으로는 사파이어 기판에 비하여 상대적으로 열전도도가 우수한 물질막을 사용한다. 본 실시예에서는 특히, SiC 단결정 기판을 상기 기판 (110)으로 사용한다.As the substrate 110, a material film having a relatively excellent thermal conductivity is used as the sapphire substrate. In this embodiment, in particular, a SiC single crystal substrate is used as the substrate 110.

버퍼층(120)은 상부의 발광셀과 하부의 기판(110)을 절연시키기 위해 절연성 물질막으로 형성된다. 본 실시예에서는 반절연 질화갈륨(GaN)층을 버퍼층(120)으로 사용한다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 버퍼층의 절연성을 보강하기 위해 기판과 버퍼층 사이에 반절연 SiC층(도 3의 115)을 추가할 수 있다.The buffer layer 120 is formed of an insulating material film to insulate the upper light emitting cell from the lower substrate 110. In this embodiment, a semi-insulating gallium nitride (GaN) layer is used as the buffer layer 120. In addition, as shown in FIG. 3, a semi-insulating SiC layer (115 in FIG. 3) may be added between the substrate and the buffer layer to reinforce the insulation of the buffer layer.

N형 SiC 기판을 사용하는 경우, 기판(110) 상에 반절연 GaN 기판을 성장시키어 기판의 도전 특성이 상부의 발광셀 구조에 미치지 않도록 절연성 버퍼층인 반절연 GaN층을 통해 도전성을 차단한다. 반절연 SiC 기판을 사용하는 경우, 기판(110) 자체가 절연성이므로 특별히 별도의 절연성 버퍼층이 필요하지 않지만 기판의 절연성능을 보강할 목적으로 반절연 GaN층을 버퍼층(120)으로 사용할 수 있다.In the case of using an N-type SiC substrate, a semi-insulating GaN substrate is grown on the substrate 110 to block conductivity through the semi-insulating GaN layer, which is an insulating buffer layer, so that the conductivity of the substrate does not fall over the light emitting cell structure. In the case of using a semi-insulating SiC substrate, since the substrate 110 itself is insulating, a separate insulating buffer layer is not required, but a semi-insulating GaN layer may be used as the buffer layer 120 for the purpose of reinforcing the insulating performance of the substrate.

다수의 발광셀(100-1 내지 100-n) 각각은 PN접합된 질화물 반도체층을 포함한다. 발광셀(100)은 N형 반도체층(130), 활성층(140) 및 P형 반도체층(150)을 포함한다. 발광셀(100)의 PN접합영역이 수직하게 노출될 수 있고, 수평하게 노출될 수 있다. Each of the plurality of light emitting cells 100-1 to 100-n includes a nitride semiconductor layer PN bonded. The light emitting cell 100 includes an N-type semiconductor layer 130, an active layer 140, and a P-type semiconductor layer 150. The PN junction region of the light emitting cell 100 may be vertically exposed or horizontally exposed.

본 실시예에서는 N형 반도체층(130)과, N형 반도체층(130) 상의 소정영역에 형성된 활성층(140)과, 활성층(140) 상에 형성된 P형 반도체층(150)을 포함한다. 또한, N형 반도체층(130) 및 P형 반도체층(150) 상에 형성된 오믹금속층(160, 165)을 더 포함할 수 있다. 또한, N형 반도체층(130) 또는 P형 반도체층(150) 상에 N++형 1x 1019~1 x 1022/cm3 농도의 고농도 반도체 터널링층이나 세미메탈(semi-metal)층 이 형성되고 그 위에 투명전극층(미도시)이 더 형성될 수도 있다. In this embodiment, the N-type semiconductor layer 130, an active layer 140 formed in a predetermined region on the N-type semiconductor layer 130, and a P-type semiconductor layer 150 formed on the active layer 140 are included. In addition, the ohmic metal layers 160 and 165 formed on the N-type semiconductor layer 130 and the P-type semiconductor layer 150 may be further included. Further, N-type semiconductor layer 130 or the P-type semiconductor layer on the N ++ 150 type 1x 10 19 ~ 1 x 10 22 / cm high-concentration semiconductor layer tunneling or semi-metal (semi-metal) of the third layer is the concentration And a transparent electrode layer (not shown) may be further formed thereon.

상기의 N형 반도체층(130)은 전자가 생성되는 층으로서, N형 화합물 반도체층과 N형 클래드층을 포함한다. 이때, N형 반도체층(130)은 N형 불순물이 주입된 질화갈륨(GaN)막을 사용하나, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 성질의 물질층이 가능하다. 본 실시예에서는 N형 AlxGa1-xN(0≤x≤1)막을 포함하는 N형 반도체층(130)을 형성한다. The N-type semiconductor layer 130 is a layer in which electrons are generated, and includes an N-type compound semiconductor layer and an N-type cladding layer. In this case, the N-type semiconductor layer 130 uses a gallium nitride (GaN) film into which N-type impurities are implanted, but is not limited thereto. A material layer having various semiconductor properties may be used. In this embodiment, an N-type semiconductor layer 130 including an N - type Al x Ga 1-x N (0 ≦ x ≦ 1) film is formed.

P형 반도체층(150)은 정공이 생성되는 층으로서, P형 클래드층과 P형 화합물 반도체층을 포함한다. 이때, P형 반도체층(150) 또한 P형 불순물이 주입된 질화갈륨막을 사용한다. 본 실시예에서는 P형 AlxGa1-xN(0≤x≤1)막을 포함하는 P형 반도체층(150)을 형성한다. 또한, 상기 반도체층 막으로 InGaN막을 사용할 수 있다. 또한 상기의 N형 반도체층(130) 및 P형 반도체층(150)은 다층막으로 형성할 수도 있다. 상기에서 N형의 불순물로는 실리콘(Si)을 사용하고, P형의 불순물로는 InGaAlP를 사용할 경우에는 아연(Zn)을 사용하고 질화물계일때는 마그네슘(Mg)을 사용한다. The P-type semiconductor layer 150 is a layer in which holes are generated, and includes a P-type cladding layer and a P-type compound semiconductor layer. At this time, the P-type semiconductor layer 150 also uses a gallium nitride film implanted with P-type impurities. In this embodiment, a P-type semiconductor layer 150 including a P - type Al x Ga 1-x N (0 ≦ x ≦ 1) film is formed. In addition, an InGaN film may be used as the semiconductor layer film. In addition, the N-type semiconductor layer 130 and the P-type semiconductor layer 150 may be formed of a multilayer film. In the above, silicon (Si) is used as the N-type impurity, zinc (Zn) is used in the case of InGaAlP, and magnesium (Mg) is used in the case of nitride.

활성층(140)은 소정의 밴드 갭과 양자 우물이 만들어져 전자 및 정공이 재결합되는 영역으로서, InGaN을 포함하여 이루어진다. 또한, 활성층(140)을 이루는 물질의 종류에 따라 전자 및 정공이 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화된다. 따라서, 목표로 하는 파장에 따라 활성층(140)에 포함되는 반도체 재료를 조절하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 활성층(140)으로 N형 AlxGa1-xN(0≤x≤1)막 위에 양자우물층과 장벽층이 반복적으로 형성된 다층막을 사용한다. 상기의 장벽층과 우 물층은 2원 화합물인 GaN, InN, AlN 등을 사용할 수 있고, 3원 화합물 InxGa1-xN(0≤x≤1), AlxGa1-xN(0≤x≤1)등을 사용할 수 있고, 4원 화합물 AlxInyGa1-x-yN(0≤x+y≤1)을 사용할 수 있다. 물론 상기의 2원 내지 4원 화합물에 소정의 불순물을 주입하여 N형 반도체층(130) 및 P형 반도체층(150)을 형성할 수도 있다. The active layer 140 is a region where a predetermined band gap and a quantum well are made to recombine electrons and holes, and includes InGaN. In addition, the emission wavelength generated by the combination of electrons and holes is changed according to the type of material constituting the active layer 140. Therefore, it is preferable to adjust the semiconductor material included in the active layer 140 according to the target wavelength. In this embodiment, a multilayer film in which a quantum well layer and a barrier layer are repeatedly formed on an N-type Al x Ga 1-x N (0 ≦ x1 ) layer is used as the active layer 140. As the barrier layer and the well layer, binary compounds such as GaN, InN, and AlN may be used, and ternary compounds In x Ga 1-x N (0 ≦ x1 ) and Al x Ga 1-x N (0 ≤ x ≤ 1) may be used, and the quaternary compound Al x In y Ga 1-xy N (0 ≦ x + y ≦ 1) may be used. Of course, the N-type semiconductor layer 130 and the P-type semiconductor layer 150 may be formed by injecting predetermined impurities into the two- to four-membered compounds.

본 발명에서는 상술한 구조의 발광셀이 버퍼층 상에 금속배선을 통해 직렬 접속되어 있다. In the present invention, the light emitting cells of the above-described structure are connected in series via metal wiring on the buffer layer.

이때, 본 실시예에서는 교류 구동(조명용 전압)이 가능할 수 있는 개수의 발광셀(100-1 내지 100-n)을 직렬 연결한다. 즉, 본 발명에서는 단일 발광셀(100)을 구동하기 위한 전압/전류와 조명용 발광소자에 인가되는 교류 구동전압에 따라 직렬 접속되는 발광셀(100)의 개수가 매우 다양할 수 있다. 바람직하게는 10 내지 1000개의 셀을 직렬 접속한다. 더욱 바람직하게는 30 내지 70개의 셀을 직렬 접속하는 것이 효과적이다. 예를 들어, 220V 교류 구동에서는 일정 구동 전류에 3.3V 용 단위 발광 다이오드 셀을 66 내지 67개를 직렬로 연결하여 발광소자를 제작한다. 또한, 110V 교류 구동에서는 일정 구동 전류에 3.3V용 단위 발광 다이오드 셀을 33 내지 34개를 직렬로 연결하여 발광소자를 제작한다. At this time, in this embodiment, the number of light emitting cells 100-1 to 100-n in which AC driving (lighting voltage) can be connected is connected in series. That is, according to the present invention, the number of light emitting cells 100 connected in series may vary according to the voltage / current for driving the single light emitting cell 100 and the AC driving voltage applied to the light emitting device. Preferably, 10 to 1000 cells are connected in series. More preferably, it is effective to connect 30 to 70 cells in series. For example, in a 220V AC drive, a light emitting device is manufactured by connecting 66 to 67 unit light emitting diode cells for 3.3V in series with a constant driving current. In addition, in the 110V AC driving, 33 to 34 unit light emitting diode cells for 3.3V are connected in series to a constant driving current to manufacture a light emitting device.

예들 들어 도 1과 같이, 제 1 내지 제 n 개의 발광셀(100-1 내지 100-n)이 직렬 접속된 발광소자에 있어서, 제 1 발광셀(100-1)의 P형 반도체층(150)상에 P형 패드(미도시)가 형성되고, 제 1 발광셀(100-1)의 N형 반도체층(130)과 제 2 발광셀(100-2)의 P형 반도체층(150)이 제 1 금속배선(170-1)을 통해 접속된다. For example, as shown in FIG. 1, in the light emitting device in which the first to nth light emitting cells 100-1 to 100-n are connected in series, the P-type semiconductor layer 150 of the first light emitting cell 100-1 is provided. A P-type pad (not shown) is formed on the N-type semiconductor layer 130 of the first light emitting cell 100-1 and the P-type semiconductor layer 150 of the second light emitting cell 100-2. 1 is connected via the metal wire 170-1.

또한, 제 2 발광셀(100-2)의 N형 반도체층(130)과 제 3 발광셀(미도시)의 P형 반도체층(미도시)이 제 2 금속배선(170-2)을 통해 접속된다. 그리고, 제 n-2 발광셀(미도시)의 N형 반도체층(미도시)과 제 n-1 발광셀(100-n-1)의 P형 반도체층(150)이 제 n-2 금속배선(170-n-2)을 통해 접속되고, 제 n-1 발광셀(100-n-1)의 N형 반도체층(130)과, 제 n 발광셀(100-n)의 P형 반도체층(150)이 제 n-1 금속배선(170-n-1)을 통해 접속된다. 또한, 제 n 발광셀(100-n)의 N형 반도체층(130)에 N형 패드(미도시)가 형성된다. In addition, the N-type semiconductor layer 130 of the second light emitting cell 100-2 and the P-type semiconductor layer (not shown) of the third light emitting cell (not shown) are connected through the second metal wiring 170-2. do. The n-type semiconductor layer (not shown) of the n-2 th light emitting cell (not shown) and the P-type semiconductor layer 150 of the n-1 th light emitting cell (100-n-1) are n-th metal wiring. An N-type semiconductor layer 130 of the n-th light emitting cell 100-n-1 and a P-type semiconductor layer of the n-th light emitting cell 100-n 150 is connected via an n-th metal wiring 170-n-1. In addition, an N-type pad (not shown) is formed on the N-type semiconductor layer 130 of the n-th light emitting cell 100-n.

또한, 상술한 발광소자는 외부 교류전압을 정류하기 위한 정류용 제 1 내지 제 4 다이오드(미도시)가 형성될 수 있다. 제 1 내지 제 4 다이오드는 정류 브리지형태로 배열된다. 제 1 내지 제 4 다이오드간의 정류 노드들이 각기 발광셀의 N형 패드와 P형 패드에 접속될 수 있다. 상기 제 1 내지 제 4 다이오드로 발광셀을 사용할 수 있다. In addition, the above-described light emitting device may be formed with a rectifying first to fourth diode (not shown) for rectifying the external AC voltage. The first to fourth diodes are arranged in the form of a rectifying bridge. Rectifying nodes between the first to fourth diodes may be connected to the N-type pads and the P-type pads of the light emitting cells, respectively. Light emitting cells may be used as the first to fourth diodes.

이하 상술한 다수의 발광셀이 직렬 접속된 발광소자의 제조방법을 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting device in which the aforementioned plurality of light emitting cells are connected in series will be described.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to the present invention.

도 2a를 참조하면, 열전도성이 우수한 기판(110)상에 버퍼층(120)을 형성한다. 상기의 버퍼층(120)은 화학기상증착(CVD) 및 물리기상증착(PVD) 방법 및 이를 응용한 다양한 에피택시층 형성방법을 통해 형성한다. Referring to FIG. 2A, the buffer layer 120 is formed on the substrate 110 having excellent thermal conductivity. The buffer layer 120 is formed through chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition (PVD) methods and various epitaxy layer forming methods using the same.

버퍼층(120)으로는 반절연 GaN층을 사용한다. 또한, 버퍼층의 절연성을 보강하기 위해, 도 3에 도시한 바와 같이, 반절연 SiC층(115)을 기판(110)과 반절연 GaN(120)층 사이에 위치시킬 수 있다. N형 SiC 기판을 사용하는 경우, 그 위에 반절연 GaN 층을 성장시키어 기판(110)의 도전 특성이 상부의 발광셀 구조에 미치지 않도록 절연성 버퍼층인 반절연 GaN층으로 도전성을 차단한다. 반절연 SiC 기판을 사용하는 경우, 기판 자체가 절연성이므로 특별히 별도의 절연성 버퍼층이 필요하지 않지만 기판의 절연 성능을 보강할 목적으로 반절연 GaN층을 추가할 수 있다.A semi-insulating GaN layer is used as the buffer layer 120. In addition, to reinforce the insulation of the buffer layer, as shown in FIG. 3, a semi-insulating SiC layer 115 may be positioned between the substrate 110 and the semi-insulating GaN 120 layer. In the case of using an N-type SiC substrate, a semi-insulating GaN layer is grown thereon to block conductivity with the semi-insulating GaN layer, which is an insulating buffer layer, so that the conductive characteristics of the substrate 110 do not fall below the light emitting cell structure. In the case of using a semi-insulating SiC substrate, since the substrate itself is insulative, a separate insulating buffer layer is not required, but a semi-insulating GaN layer may be added to reinforce the insulating performance of the substrate.

이때 상기 버퍼층(120) 두께는 0.001 내지 50㎛로 형성한다. At this time, the buffer layer 120 is formed to a thickness of 0.001 to 50㎛.

도 2b를 참조하면, 버퍼층(120) 상에 N형 반도체층(130), 활성층(140) 및 P형 반도체층(150)을 순차적으로 형성한다. 상기의 층 또한, 버퍼층(120)과 동일한 다양한 박막 형성방법을 통해 형성한다. 상기의 N형 반도체층(130), 활성층(140) 및 P형 반도체층(150)은 다층으로 형성할 수 있다. N형 반도체층(130) 또는 P형 반도체 층(150) 위에 N++형 1x 1019~1 x 1022/cm3 농도의 고농도 반도체 터널링층이나 세미메탈층이 형성되고 그 위에 투명전극층(미도시)이 더 형성될 수도 있다. Referring to FIG. 2B, the N-type semiconductor layer 130, the active layer 140, and the P-type semiconductor layer 150 are sequentially formed on the buffer layer 120. The layer is also formed through various thin film formation methods similar to those of the buffer layer 120. The N-type semiconductor layer 130, the active layer 140, and the P-type semiconductor layer 150 may be formed in multiple layers. On the N-type semiconductor layer 130 or the P-type semiconductor layer 150, a high-concentration semiconductor tunneling layer or a semimetal layer having a concentration of N ++ type 1x 10 19 to 1 x 10 22 / cm 3 is formed, and a transparent electrode layer May be further formed.

도 2c를 참조하면, 패터닝 공정을 통해 P형 반도체층(150), 활성층(140) 및 N형 반도체층(130)의 일부를 제거하여 개개의 발광셀을 형성한다.Referring to FIG. 2C, a portion of the P-type semiconductor layer 150, the active layer 140, and the N-type semiconductor layer 130 is removed through a patterning process to form individual light emitting cells.

이를 위해 P형 반도체층(150) 상에 감광막을 도포한 다음 사진 식각공정을 통해 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 감광막 패턴은 발광셀들 사이 영역을 개방하는 형상으로 형성한다. 상기의 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 노출된 P형 반도체층(150), 활성층(140) 및 N형 반도체층(130)을 식각하여 다수의 발광셀(100-1 내지 100-n)을 형성한다. 이후 상기의 감광막 패턴을 소정의 스트립 공정을 통해 제거한다. 상기의 감광막 패턴 대신 다양한 배리어막이 가능하다. To this end, a photoresist film is coated on the P-type semiconductor layer 150 and then a photoresist pattern (not shown) is formed through a photolithography process. The photoresist pattern is formed in a shape of opening a region between the light emitting cells. The P-type semiconductor layer 150, the active layer 140, and the N-type semiconductor layer 130 are etched by performing an etching process using the photoresist pattern as an etching mask. n). Thereafter, the photoresist pattern is removed through a predetermined strip process. Instead of the photosensitive film pattern, various barrier films are possible.

본 실시예에서는 P형 반도체층(150), 활성층(140) 및 N형 반도체층(130) 식각시 하부의 버퍼층(120)이 식각정지층으로써 작용하기 때문에 효과적인 식각을 실시할 수 있다. 이때 하부의 버퍼층(120)의 일부도 함께 제거될 수 있다. 뿐만 아니라 버퍼층(120)까지 식각할 수도 있다. 이로써, 개개의 발광셀(100-1 내지 100-n)간을 전기적으로 고립되도록 할 수 있다. 또한, 발광셀(100-1 내지 100-n) 간의 간격을 줄일 수 있어 소자의 크기를 작게 할 수 있다.  In the present exemplary embodiment, since the lower buffer layer 120 acts as an etch stop layer during the etching of the P-type semiconductor layer 150, the active layer 140, and the N-type semiconductor layer 130, effective etching may be performed. In this case, a portion of the lower buffer layer 120 may also be removed. In addition, the buffer layer 120 may be etched. As a result, the individual light emitting cells 100-1 to 100-n can be electrically isolated from each other. In addition, since the distance between the light emitting cells 100-1 to 100-n can be reduced, the size of the device can be reduced.

도 2d를 참조하면, 개개의 발광셀(100-1 내지 100-n)의 P형 반도체층(150) 및 활성층(140)의 일부를 제거하여 N형 반도체층(130)의 일부를 노출한다. Referring to FIG. 2D, a portion of the N-type semiconductor layer 130 is exposed by removing a portion of the P-type semiconductor layer 150 and the active layer 140 of each of the light emitting cells 100-1 to 100-n.

이를 위해 전체 구조상에 패터닝된 P형 반도체층(150)의 일부를 개방하는 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 상기의 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 P형 반도체층(150) 및 활성층(140)을 식각한다. 이후 상기의 감광막 패턴을 제거한다. To this end, a photoresist pattern (not shown) is formed on the entire structure to open a portion of the patterned P-type semiconductor layer 150. An etching process using the photoresist pattern as an etching mask is performed to etch the P-type semiconductor layer 150 and the active layer 140. Thereafter, the photoresist pattern is removed.

상기 패터닝 공정시 사용되는 식각 공정은 습식, 건식 식각공정을 실시할 수 있으며, 예컨대 플라즈마를 이용한 건식 식각을 실시하는 것이 효과적이다. The etching process used in the patterning process may be performed by a wet or dry etching process, for example, it is effective to perform dry etching using plasma.

도 2e를 참조하면, P형 반도체층(150) 및 N형 반도체층(130) 상에 각기 P형 오믹 금속층(160) 및 N형 오믹 금속층(165)을 형성한다. 이후, 인접한 발광셀의 N형 오믹 금속층(165)과 P형 오믹 금속층(160)간을 금속 배선(170-1 내지 170-n-1)으로 연결한다. Referring to FIG. 2E, the P-type ohmic metal layer 160 and the N-type ohmic metal layer 165 are formed on the P-type semiconductor layer 150 and the N-type semiconductor layer 130, respectively. Thereafter, the N-type ohmic metal layer 165 and the P-type ohmic metal layer 160 of the adjacent light emitting cells are connected by metal wires 170-1 to 170-n-1.

상기의 오믹 금속층(160, 165) 또한 앞서 설명한 감광막 패턴(미도시)을 이용하여 오믹 금속층(160, 165)이 형성될 영역만을 개방한 후, 금속 증착공정을 실시하여 형성한다. 또한, P형 오믹 금속층(160)과 N형 오믹 금속층(165)을 동시에 형성할 수도 있고, 각기 형성할 수도 있다. 상기의 오믹 금속층(160, 165)으로는 Pb, Sn, Au, Ge, Cu, Bi, Cd, Zn, Ag, Ni 및 Ti 중 적어도 어느 하나를 사용한다. The ohmic metal layers 160 and 165 may also be formed by performing a metal deposition process after opening only the region where the ohmic metal layers 160 and 165 are to be formed using the photoresist pattern (not shown). In addition, the P-type ohmic metal layer 160 and the N-type ohmic metal layer 165 may be formed at the same time, or may be formed separately. At least one of Pb, Sn, Au, Ge, Cu, Bi, Cd, Zn, Ag, Ni, and Ti is used as the ohmic metal layers 160 and 165.

이후, 소정의 브리지(Bridge) 공정 또는 스텝커버(Step Coverage) 공정 등을 통해 각기 인접한 발광셀(100-1 내지 100-n)의 N형 오믹 금속층(165)과 P형 오믹 금속층(160)을 전기적으로 연결하는 도전성 금속 배선(170-1 내지 170-n-1)을 형성한다. Subsequently, the N-type ohmic metal layer 165 and the P-type ohmic metal layer 160 of the adjacent light emitting cells 100-1 to 100-n are formed through a predetermined bridge process or step cover process. Conductive metal wirings 170-1 to 170-n-1 for electrically connecting are formed.

상기 브리지 공정은 에어브리지(air bridge) 공정이라고도 하며, 이 공정에 대해 간단하게 설명한다. 우선, 발광셀들이 형성된 기판 상에 감광막을 형성한 후, 노광기술을 사용하여 노출된 N형 반도체층 및 P형 반도체층 상부의 오믹 금속층들(160, 165)을 노출시키는 개구부를 갖는 제1 감광막 패턴을 형성한다. 그 후, 전자빔 증착(e-beam evaporation) 기술 등을 사용하여 금속물질층을 얇게 형성한다. 상기 금속물질층은 개구부 및 감광막 패턴 상부 전면에 형성된다. 이어서, 상기 감광막 패턴 상부에 다시, 연결하고자 하는 인접한 발광셀들 사이 영역들 및 상기 개구부들의 상기 금속물질층을 노출시키는 제2 감광막 패턴을 형성한다. 그 후, 금 등을 도금기술을 사용하여 형성한 후, 솔벤트 등의 용액으로 제1 및 제2 감광막 패턴들을 제거한다. 그 결과, 인접한 발광셀들을 연결하는 배선만 남고, 다른 금속물질층 및 감광막 패턴들은 모두 제거되어, 배선이 브리지 형태로 발광셀들을 연결한 다. The bridge process is also called an air bridge process, and this process will be briefly described. First, after forming a photoresist film on a substrate on which the light emitting cells are formed, a first photoresist film having an opening for exposing the ohmic metal layers 160 and 165 on the N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer exposed using an exposure technique. Form a pattern. Thereafter, the metal material layer is thinly formed by using an electron beam evaporation technique. The metal material layer is formed on the entire surface of the opening and the photoresist pattern. Subsequently, a second photoresist pattern is formed on the photoresist pattern to expose regions between adjacent light emitting cells to be connected and the metal layer of the openings. Thereafter, gold and the like are formed using a plating technique, and then the first and second photoresist patterns are removed with a solution such as a solvent. As a result, only wires connecting adjacent light emitting cells remain, and all other metal material layers and photoresist patterns are removed, so that the wires connect the light emitting cells in a bridge form.

한편, 스텝커버 공정은 발광셀들을 갖는 기판 상에 절연층을 형성하는 것을 포함한다. 상기 절연층을 사진 및 식각 기술을 사용하여 패터닝하여 P형 반도체층 및 N형 반도체층 상부의 오믹 금속층들(160, 165)을 노출시키는 개구부를 형성한다. 이어서, 전자빔 증착기술 등을 사용하여 상기 개구부를 채우고 상기 절연층 상부를 덮는 금속층을 형성한다. 그 후, 상기 금속층을 사진 및 식각 기술을 사용하여 패터닝하여 서로 인접한 발광셀들을 연결하는 배선을 형성한다. 이러한, 스텝커버 공정은 다양한 변형예가 가능하다. 스텝커버 공정을 사용하면, 배선이 절연층에 의해 지지되므로 배선에 대한 신뢰성을 증가시킬 수 있다.Meanwhile, the step cover process includes forming an insulating layer on a substrate having light emitting cells. The insulating layer is patterned using photolithography and etching techniques to form openings that expose the ohmic metal layers 160 and 165 on the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer. Subsequently, an electron beam deposition technique or the like is used to form a metal layer filling the opening and covering the insulating layer. Thereafter, the metal layer is patterned using photolithography and etching techniques to form interconnects that connect adjacent light emitting cells. Such a step cover process is possible in various modifications. Using the step cover process, the wiring is supported by the insulating layer, thereby increasing the reliability of the wiring.

한편, 양끝단에 위치한 발광셀(100-1 및 100-n)에 각기 외부와 전기적 접속을 위한 P형 패드와 N형 패드를 형성한다. 정류 브리지용 다이오드를 P형 패드와 N형 패드에 각기 접속시킬 수도 있고, 별도의 도전성 배선을 P형 패드와 N형 패드에 접속시킬 수 있다. Meanwhile, P-type pads and N-type pads are formed in the light emitting cells 100-1 and 100-n positioned at both ends, respectively, for electrical connection with the outside. The rectifier bridge diode can be connected to the P-type pad and the N-type pad, respectively, or a separate conductive wiring can be connected to the P-type pad and the N-type pad.

상술한 본 발명의 발광소자의 제조는 일 실시예일뿐 이에 한정되지 않고, 다양한 공정과 제조방법제조방법 특성 및 공정의 편의에 따라 변경되거나 추가 될 수 있다. The manufacturing of the light emitting device of the present invention described above is not limited thereto, and may be changed or added according to various processes and manufacturing method characteristics and convenience of the process.

전술된 실시예에서 상기 발광셀이 일렬로 배열된 것으로 도시되어 있으나, 이는 평면상에 행렬형태로 배열될 수 있으며, 이 경우에도 상기 발광셀들은 서로 직렬로 연결된다.In the above-described embodiment, although the light emitting cells are illustrated as being arranged in a row, they may be arranged in a matrix form on a plane, and in this case, the light emitting cells are connected to each other in series.

상술한 바와 같이, 본 발명은 단일칩 내에 다수의 발광셀이 직렬 접속된 발광소자를 제공할 수 있으며, 이에 따라 일반 조명용으로 사용할 수 있는 발광 장치를 제작할 수 있으며, 고전류 인가시 발생하는 열을 효과적으로 방출하여 고출력화를 달성할 수 있다.As described above, the present invention can provide a light emitting device in which a plurality of light emitting cells are connected in series in a single chip, thereby manufacturing a light emitting device that can be used for general lighting, and effectively High output can be achieved.

또한, 웨이퍼 레벨에서의 기판의 도전특성을 절연성 버퍼층을 통해 효과적으로 차단하여 고전압에서 전류의 누설없이 발광할 수 있는 발광소자를 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide a light emitting device capable of effectively blocking the conductive characteristics of the substrate at the wafer level through the insulating buffer layer to emit light without leakage of current at high voltage.

또한, 다수의 발광셀이 웨이퍼 레벨에서 기판 상에 일괄 반도체공정으로 형성되므로 조명용 발광 장치의 제작 공정을 단순화시킬 수 있고, 조명용 발광 장치 제작시 발생하는 불량률을 줄일 수 있으며, 조명용 발광 장치를 대량 생산할 수 있다. In addition, since a plurality of light emitting cells are formed in a batch semiconductor process on the substrate at the wafer level, it is possible to simplify the manufacturing process of the light emitting device for lighting, to reduce the defect rate generated when manufacturing the light emitting device for lighting, and to mass produce the light emitting device for lighting. Can be.

Claims (7)

사파이어 기판에 비해 열전도도가 높은 열전도성 기판;A thermally conductive substrate having a higher thermal conductivity than the sapphire substrate; 상기 기판상에 형성된 절연성의 버퍼층;An insulating buffer layer formed on the substrate; 상기 버퍼층 상에 형성된 다수의 발광셀; 및A plurality of light emitting cells formed on the buffer layer; And 상기 다수의 발광셀을 직렬 연결하는 다수의 금속배선을 포함하는 발광소자.A light emitting device comprising a plurality of metal wires for connecting the plurality of light emitting cells in series. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 열전도성 기판은 N형 탄화실리콘 또는 반절연 탄화실리콘인 것을 특징으로 하는 발광소자.Wherein the thermally conductive substrate is N-type silicon carbide or semi-insulated silicon carbide. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 버퍼층은 반절연 질화갈륨층인 것을 특징으로 하는 발광소자.And the buffer layer is a semi-insulating gallium nitride layer. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 열전도성 기판은 N형 탄화실리콘이고,The thermally conductive substrate is N-type silicon carbide, 상기 N형 탄화실리콘 기판과 반절연 버퍼층 사이에 개재된 반절연 탄화실리콘층을 더 포함하는 발광소자.And a semi-insulating silicon carbide layer interposed between the N-type silicon carbide substrate and the semi-insulating buffer layer. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 버퍼층의 두께는 0.001㎛ 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 발광소자.The thickness of the buffer layer is a light emitting device, characterized in that 0.001㎛ 50㎛. 사파이어 기판에 비해 열전도도가 높은 열전도성 기판을 준비하고,Prepare a thermally conductive substrate having a higher thermal conductivity than the sapphire substrate, 상기 열전도성 기판 상에 절연성의 버퍼층을 형성하고,Forming an insulating buffer layer on the thermally conductive substrate, 상기 버퍼층 상에 N형 반도체층, 활성층 및 P형 반도체층을 순차적으로 형성하고,Sequentially forming an N-type semiconductor layer, an active layer, and a P-type semiconductor layer on the buffer layer, 상기 N형 반도체층, 활성층 및 P형 반도체층을 패터닝하여 각각 N형 반도체층의 일부가 노출된 다수의 발광셀을 형성하고,Patterning the N-type semiconductor layer, the active layer, and the P-type semiconductor layer to form a plurality of light emitting cells each of which a portion of the N-type semiconductor layer is exposed; 상기 각 발광셀의 노출된 N형 반도체층과 인접한 발광셀의 P형 반도체층을 직렬 연결하는 다수의 금속배선을 형성하는 것을 포함하는 발광소자 제조방법.And forming a plurality of metal wirings connected in series between the exposed N-type semiconductor layers of each light emitting cell and the P-type semiconductor layers of adjacent light emitting cells. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 열전도성 기판은 N형 탄화실리콘 또는 반절연 탄화실리콘인 것을 특징으로 하는 발광소자 제조방법.The thermally conductive substrate is a light emitting device, characterized in that the N-type silicon carbide or semi-insulating silicon carbide.
KR1020050023185A 2005-02-04 2005-03-21 Light emitting device and manufacturing method KR100620891B1 (en)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050023185A KR100620891B1 (en) 2005-03-21 2005-03-21 Light emitting device and manufacturing method
JP2007553999A JP5192239B2 (en) 2005-02-04 2005-07-05 Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method for manufacturing the same
PCT/KR2005/002124 WO2006083065A1 (en) 2005-02-04 2005-07-05 Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method of fabricating the same
US11/815,255 US7772601B2 (en) 2005-02-04 2005-07-05 Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method of fabricating the same
EP10159433.1A EP2259318A3 (en) 2005-02-04 2005-07-05 Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method of fabricating the same
EP05765877A EP1864338A4 (en) 2005-02-04 2005-07-05 LIGHT EMITTER WITH A PLURALITY OF CELLS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
TW094135727A TWI282616B (en) 2005-02-04 2005-10-13 Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method of fabricating the same
US12/410,101 US7772602B2 (en) 2005-02-04 2009-03-24 Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method of fabricating the same
US12/774,525 US7880183B2 (en) 2005-02-04 2010-05-05 Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method of fabricating the same
JP2012039236A JP2012129546A (en) 2005-02-04 2012-02-24 Light emitting device having multiple light emitting cells and method of fabricating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050023185A KR100620891B1 (en) 2005-03-21 2005-03-21 Light emitting device and manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100620891B1 true KR100620891B1 (en) 2006-09-06

Family

ID=37625857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050023185A KR100620891B1 (en) 2005-02-04 2005-03-21 Light emitting device and manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100620891B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101067822B1 (en) 2009-03-13 2011-09-27 안복만 Light emitting device package and manufacturing method thereof
KR101171325B1 (en) * 2005-07-04 2012-08-10 서울옵토디바이스주식회사 Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method of fabricating the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101171325B1 (en) * 2005-07-04 2012-08-10 서울옵토디바이스주식회사 Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method of fabricating the same
KR101067822B1 (en) 2009-03-13 2011-09-27 안복만 Light emitting device package and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7723736B2 (en) Light emitting device having a plurality of light emitting cells and package mounting the same
KR101106148B1 (en) Light emitting element
JP5483876B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
KR100765240B1 (en) LED package having light emitting cells of different sizes and light emitting device using the same
US20090189166A1 (en) Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method of fabricating the same
KR100890468B1 (en) Light emitting diode device using conductive interconnection part
KR101171331B1 (en) Luminous device
KR100620891B1 (en) Light emitting device and manufacturing method
KR100646636B1 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
KR101138974B1 (en) Luminous element and method of manufacturing thereof
KR100646635B1 (en) Single light emitting device of a plurality of cells and a method of manufacturing the same
KR101171326B1 (en) Luminescence device and Method of manufacturing the same
KR100670929B1 (en) Light emitting device of flip chip structure and manufacturing method thereof
KR100898585B1 (en) A light emitting device in which a plurality of cells are combined and a method of manufacturing the same
KR100663907B1 (en) A light emitting device in which a plurality of cells are combined and a method of manufacturing the same
KR101115533B1 (en) Flip chip Light-emitting device and Method of manufacturing the same
CN101116191A (en) Light-emitting device with multiple light-emitting units and manufacturing method thereof
KR100599014B1 (en) Light emitting device having a hetero semiconductor repeating layer and a method of manufacturing the same
KR100599013B1 (en) A light emitting device having a plurality of light emitting cells and a method of manufacturing the same
KR101171325B1 (en) Light emitting device having a plurality of light emitting cells and method of fabricating the same
KR101239859B1 (en) Luminescence device and Method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20050321

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20060427

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20060822

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20060830

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20060831

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20090605

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20100628

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20110729

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20120618

Start annual number: 7

End annual number: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130612

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20130612

Start annual number: 8

End annual number: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140703

Year of fee payment: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20140703

Start annual number: 9

End annual number: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150701

Year of fee payment: 10

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20150701

Start annual number: 10

End annual number: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160525

Year of fee payment: 11

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160525

Start annual number: 11

End annual number: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170613

Year of fee payment: 12

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170613

Start annual number: 12

End annual number: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180612

Year of fee payment: 13

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20180612

Start annual number: 13

End annual number: 13

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20200610