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KR101020963B1 - 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 - Google Patents

발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 Download PDF

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KR101020963B1
KR101020963B1 KR20100037945A KR20100037945A KR101020963B1 KR 101020963 B1 KR101020963 B1 KR 101020963B1 KR 20100037945 A KR20100037945 A KR 20100037945A KR 20100037945 A KR20100037945 A KR 20100037945A KR 101020963 B1 KR101020963 B1 KR 101020963B1
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KR
South Korea
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light emitting
layer
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protective metal
emitting structure
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English (en)
Inventor
정환희
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 발광 소자는 전도성 지지부재; 상기 전도성 지지부재 상면의 둘레 영역에 금속 재질을 포함하는 보호금속층; 및 상기 전도성 지지부재 및 상기 보호금속층 상에 형성되며, 복수의 화합물 반도체층을 포함하여 빛을 생성하는 발광 구조물을 포함한다.

Description

발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE, METHOD FOR FABRICATING THE LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
실시예는 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
실시예는 신뢰성이 향상된 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시예에 따른 발광 소자는 전도성 지지부재; 상기 전도성 지지부재 상면의 둘레 영역에 금속 재질을 포함하는 보호금속층; 및 상기 전도성 지지부재 및 상기 보호금속층 상에 형성되며, 복수의 화합물 반도체층을 포함하여 빛을 생성하는 발광 구조물을 포함한다.
실시예에 따른 발광 소자 제조방법은 발광 구조물을 형성하는 단계; 상기 발광 구조물 상에 칩 경계 영역을 따라 금속 재질의 보호금속층을 형성하는 단계; 상기 보호금속층 및 상기 발광 구조물 상에 전도성 지지부재를 형성하는 단계; 및 상기 발광 구조물의 하면에 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 몸체; 상기 몸체에 설치된 제1 전극층 및 제2 전극층; 및 상기 몸체에 설치되어 상기 제1 전극층 및 제2 전극층에 전기적으로 연결된 발광 소자를 포함하며, 상기 발광 소자는 전도성 지지부재와, 상기 전도성 지지부재 상면의 둘레 영역에 금속 재질을 포함하는 보호금속층과, 상기 전도성 지지부재 및 상기 보호금속층 상에 형성되며, 복수의 화합물 반도체층을 포함하여 빛을 생성하는 발광 구조물을 포함한다.
실시예는 신뢰성이 향상된 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자의 측 단면도
도 2 내지 도 11은 실시예에 따른 발광 소자의 제조방법을 설명하는 도면
도 12는 다른 실시예에 따른 발광 소자의 측 단면도
도 13은 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지에 대해 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자(100)의 측 단면도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자(100)는 전도성 지지부재(175)와, 상기 전도성 지지부재(175) 상에 접합층(170)과, 상기 접합층(170) 상에 반사층(160)과, 상기 반사층(160) 상에 오믹층(150)과, 상기 접합층(170)의 상면의 둘레 영역에 보호금속층(140)과, 상기 오믹층(150) 및 상기 보호금속층(140) 상에 형성되어 빛을 생성하는 발광 구조물(135)과, 상기 발광 구조물(135) 상면에 전극(115)을 포함할 수 있다.
상기 전도성 지지부재(175)는 상기 발광 구조물(135)을 지지하며 상기 전극(115)과 함께 상기 발광 구조물(135)에 전원을 제공할 수 있다. 상기 전도성 지지부재(175)는 예를 들어, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, GaAs, ZnO, Sic 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전도성 지지부재(175)의 두께는 상기 발광 소자(100)의 설계에 따라 달라질 수 있으나, 예를 들어, 30μm 내지 500μm의 두께를 가질 수 있다.
상기 전도성 지지부재(175) 상에는 상기 접합층(170)이 형성될 수 있다. 상기 접합층(170)은 본딩층으로서, 상기 반사층(160)과 상기 보호금속층(140)의 아래에 형성된다. 상기 접합층(170)은 외측면이 노출되며, 상기 반사층(160), 상기 오믹층(150)의 단부 및 상기 보호금속층(140)에 접촉되어, 상기 층들 사이의 접착력을 강화시켜 줄 수 있다.
상기 접합층(170)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 접합층(170) 상에는 상기 반사층(160)이 형성될 수 있다. 상기 반사층(160)은 상기 발광 구조물(135)로부터 입사되는 광을 반사시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 반사층(160)은 예를 들어, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한 상기 금속 또는 합금과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 예를 들어, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다.
상기 반사층(160) 상에는 상기 오믹층(150)이 형성될 수 있다. 상기 오믹층(150)은 상기 제2 도전형 반도체층(130)에 오믹 접촉되어 상기 발광 구조물(135)에 전원이 원활히 공급되도록 하며, ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등으로 구현될 수 있다.
즉, 상기 오믹층(150)은 투광성 전도층과 금속을 선택적으로 사용할 수 있으며, 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), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다.
상기 오믹층(150) 내에는 상기 제2 도전형 반도체층(130)과 접촉하도록 전류 블록킹층(Current Blocking Layer, CBL)(145)이 형성될 수 있다. 상기 전류 블록킹층(145)은 상기 전극(115)과 수직 방향으로 적어도 일부가 중첩되도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 전극(115)과 상기 전도성 지지부재(175) 사이의 최단 거리로 전류가 집중되는 현상을 완화하여 상기 발광 소자(100)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 전류 블록킹층(145)은 상기 반사층(160) 또는 상기 접합층(170)보다 전기 전도성이 낮거나, 상기 제2 도전형 반도체층(130)과 쇼트키 접촉을 형성하는 물질을 이용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, ZnO, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 , TiOx, Ti, Al, Cr 중 적어도 하나를 포함한다.
한편, 상기 전류 블록킹층(145)은 상기 오믹층(150)과 상기 제2 도전형 반도체층(130) 사이에 형성되거나, 상기 반사층(160)과 상기 오믹층(150) 사이에 형성될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 접합층(170)의 상면의 둘레 영역에는 상기 보호금속층(140)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 보호금속층(140)은 상기 발광 구조물(135)과 상기 접합층(170) 사이의 둘레 영역에 형성될 수 있다.
상기 보호금속층(140)은 접착력이 좋은 금속 재질, 예를 들어, Ti, Ni, Pt, Pd, Rh, Ir, W 중 적어도 하나를 포함하도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 보호금속층(140)은 상기 발광 구조물(145)과 상기 접합층(170) 사이의 계면이 박리되어 상기 발광 소자(100)의 신뢰성이 저하되는 현상을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 보호금속층(140)은 칩 분리 공정에서 복수개의 칩을 개별 칩 단위로 분리하기 위해 레이저 스크리빙(Laser Scribing)을 실시하는 경우에도, 깨지거나 파편이 발생하지 않는 장점이 있다.
또한, 상기 보호금속층(140)이 상기 제2 도전형 반도체층(130)과 오믹 접촉을 형성하는 경우, 상기 보호금속층(140)을 통해서 전류가 흐를 수 있으므로 상기 보호금속층(140) 상에 수직 방향으로 중첩되는 상기 활성층(140)에서도 빛이 생성될 수 있게 되어, 상기 발광 소자(100)의 발광 효율 개선에 기여할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(130)이 p형 반도체층인 경우, 상기 보호금속층(140)은 p-오믹 금속인 Ti, Ni, W 등을 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 오믹층(150) 및 상기 보호금속층(140) 상에는 상기 발광 구조물(135)이 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(135)의 측면은 복수개의 칩을 개별 칩 단위로 구분하는 아이솔레이션(isolation) 에칭에 의해 경사를 가질 수 있으며, 상기 아이솔레이션 에칭에 의해 상기 보호금속층(140)의 상면의 일부가 노출될 수 있다.
한편, 이때 상기 보호금속층(140)은 상기 발광 구조물(135)과 적어도 일부 영역이 수직 방향으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 상기 보호금속층(140)이 상기 발광 구조물(145)과 접촉하는 면적을 확보하여 상기 발광 구조물(145)이 상기 접합층(170)과 박리되는 것을 효과적으로 방지하기 위해서이다.
상기 발광 구조물(135)은 복수의 3족 내지 5족 원소의 화합물 반도체층을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(110), 상기 제1 도전형 반도체층(110) 아래에 활성층(120), 상기 활성층(120) 아래에 상기 제2 도전형 반도체층(130)을 포함할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(110)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 원소의 화합물 반도체, 예를 들어, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(110)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 N형 도펀트를 포함한다. 상기 제1 도전형 반도체층(110)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 활성층(120)은 상기 제1 도전형 반도체층(110) 아래에 형성되며, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 활성층(120)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층의 주기, 예를 들면 InGaN 우물층/GaN 장벽층 또는 InGaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.
상기 활성층(120)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층이 형성될 수도 있으며, 상기 도전형 클래드층은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(130)은 상기 활성층(120) 아래에 형성되며, 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(130)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn 등과 같은 P형 도펀트를 포함한다. 상기 제2 도전형 반도체층(130)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
한편, 상기 발광 구조물(135)은 상기 제2 도전형 반도체층(130) 아래에 N형 반도체층을 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 도전형 반도체층(110)이 P형 반도체층이고, 상기 제2 도전형 반도체층(130)이 N형 반도체층으로 구현될 수도 있다. 이에 따라 상기 발광 구조물(135)은 N-P 접합, P-N 접합, N-P-N 접합 및 P-N-P 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(135) 상면에는 상기 전극(115)이 형성될 수 있다. 상기 전극(115)은 소정의 패턴 형상으로 분기될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(110)의 상면은 광 추출 효율을 위해 러프니스 패턴(112)이 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 전극(115)의 상면에도 러프니스 패턴이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 전극(115)은 상기 제1 도전형 반도체층(110)의 상면 즉, N-face 면에 접촉될 수 있다. 또한 상기 전극(115)은 적어도 하나의 패드, 상기 패드에 연결된 적어도 한 가지 형상의 전극 패턴이 동일 또는 상이한 적층 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 구조물(135)의 적어도 측면에는 상기 패시베이션층(180)이 형성될 수 있다. 구체적으로는, 상기 패시베이션층(180)은 일단(184)이 상기 제1 도전형 반도체층(110)의 상면에 배치되고 상기 발광 구조물(135)의 측면을 따라 타단(182)이 상기 보호금속층(140)의 상면에 배치되도록 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 패시베이션층(180)은 상기 발광 구조물(135)이 외부 전극 등과 전기적 쇼트를 일으키는 것을 방지할 수 있으며, 예를 들어, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
이하, 실시예에 따른 발광 소자(100)의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 다만, 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 2 내지 도 11은 실시예에 따른 발광 소자(100)의 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 성장기판(101) 상에 상기 발광 구조물(135)을 형성할 수 있다.
상기 성장기판(101)은 예를 들어, 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 구조물(135)은 상기 성장기판(101) 상에 상기 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120) 및 제2 도전형 반도체층(130)을 순차적으로 성장함으로써 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(135)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
한편, 상기 발광 구조물(135) 및 상기 성장기판(101) 사이에는 둘 사이의 격자 상수 차이를 완화하기 위해 버퍼층(미도시)이 형성될 수도 있다
도 3을 참조하면, 상기 발광 구조물(135) 상에 칩 경계 영역을 따라 상기 보호금속층(140)을 형성할 수 있다.
상기 보호금속층(140)은 마스크 패턴을 이용하여 개별 칩 영역의 둘레에 형성될 수 있으며, 링 형상, 루프 형상, 프레임 형상 등으로 형성될 수 있다. 상기 보호금속층(140)은 스퍼터링(sputtering) 방법 또는 각종 증착 방법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
특히, 상기 보호금속층(140)이 스퍼터링(sputtering) 방법에 의해 형성되는 경우, 상기 보호금속층(140)이 고밀도로 형성되므로 상기 발광 소자(100)의 신뢰성이 개선될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제2 도전형 반도체층(130) 상에 상기 전류 블록킹층(145)을 형성할 수 있다. 상기 전류 블록킹층(145)은 마스크 패턴을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 전류블록킹층(145)은 상기 전극(115)과 수직 방향으로 적어도 일부가 중첩되는 위치에 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제2 도전형 반도체층(130) 및 상기 전류블록킹층(145) 상에 상기 오믹층(150)을 형성하고, 상기 오믹층(150) 상에 상기 반사층(160)을 형성할 수 있다.
상기 오믹층(150) 및 상기 반사층(160)은 예를 들어, 전자빔(E-beam) 증착, 스퍼터링(Sputtering), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 중 어느 하나의 방법에 의해 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 반사층(160) 및 상기 보호금속층(140) 상에 상기 접합층(170)을 형성하고, 상기 접합층(170) 상에 상기 전도성 지지부재(175)를 형성할 수 있다.
상기 접합층(170)은 상기 반사층(160), 상기 오믹층(150)의 단부 및 상기 보호금속층(140)에 접촉되어, 상기 층 사이의 접착력을 강화시켜 줄 수 있다.
한편, 상기 접합층(170)과 상기 보호금속층(140)의 재질이 동일한 경우, 상기 접합층(170)과 상기 보호금속층(140)은 일체로 형성될 수도 있다.
구체적으로 설명하면, 상기 제2 도전형 반도체층(130) 상에 상기 전류퍼짐층(145), 오믹층(150) 및 반사층(160)을 순차적으로 형성한 후에, 상기 접합층(170) 및 상기 보호금속층(140)을 일체로 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 발광 소자(100) 제조 공정의 효율성을 기할 수 있게 된다.
상기 전도성 지지부재(175)는 별도의 시트(sheet)로 준비되어 상기 접합층(170) 상에 부착되는 본딩 방식에 의해 형성되거나, 도금 방식, 증착 방식 등에 의해 형성될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 도 7의 발광 소자를 180도 뒤집은 후에, 상기 성장기판(101)을 제거할 수 있다.
상기 성장기판(101)은 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off) 또는 에칭 중 적어도 하나의 방법에 의해 제거될 수 있다.
이때, 상기 보호금속층(140)은 금속 재질로 형성되므로 상기 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off)에 따른 충격에 의해 깨지거나 파편이 발생하는 것이 최소화되어, 상기 발광 소자(100) 제조 공정의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 발광 구조물(135)에 개별 칩의 경계를 따라 아이솔레이션(isolation) 에칭을 실시하여 복수개의 칩을 개별 칩 단위로 구분할 수 있다.
상기 아이솔레이션 에칭은 예를 들어, ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 건식 식각 방법에 의해 실시될 수 있다.
또한, 상기 제1 도전형 반도체층(130)의 상면에는 광 추출 효율 향상을 위해 러프니스 패턴(112)이 형성될 수 있다. 상기 러프니스 패턴(112)은 습식 식각 공정에 의해 랜덤하게 형성되거나, 마스크 패턴을 따라 원하는 형상을 갖도록 형성할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 10을 참조하면, 상기 발광 구조물(135) 상면에 상기 전극(115)을 형성하고 상기 발광 구조물(135)의 적어도 측면에 상기 패시베이션층(180)을 형성할 수 있다.
도 11을 참조하면, 도 10의 발광 소자에 칩 분리 공정을 실시하여 복수개의 칩을 개별 칩 단위로 분리함으로써 실시예에 따른 발광 소자(100)가 제공될 수 있다.
상기 칩 분리 공정은 예를 들어, 블레이드(blade) 등을 이용해 물리적인 힘을 가하여 칩을 분리시키는 브레이킹 공정, 칩 경계에 레이저를 조사하여 칩을 분리시키는 레이저 스크리빙 공정, 습식 또는 건식 식각을 포함하는 에칭 공정 등을 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 12는 다른 실시예에 따른 발광 소자(100B)의 측 단면도이다.
도 12를 참조하면, 상기 발광 소자(100B)는 전도성 지지부재(175)와, 상기 전도성 지지부재(175) 상에 접합층(170)과, 상기 접합층(170) 상에 반사층(160)과, 상기 반사층(160) 상에 오믹층(150)과, 상기 접합층(170)의 상면의 둘레 영역에 형성되어 다층 구조로 형성된 보호금속층(140b)과, 상기 오믹층(150) 및 상기 보호금속층(140b) 상에 형성되어 빛을 생성하는 발광 구조물(135)과, 상기 발광 구조물(135) 상면에 전극(115)을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(100B)는 도 1의 발광 소자(100)에 비해 상기 보호금속층(140b)이 다층 구조를 가진다는 점을 제외하고는 동일하다.
상기 보호금속층(140b)은 다층 구조를 가질 수 있으며, 적어도 최상층과 최하층은 양호한 접착성을 갖는 금속 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 보호금속층(140b)은 상기 발광 구조물(135)과 상기 접합층(170) 사이에서 박리가 일어나는 것을 최소화할 수 있다.
예를 들어, 상기 보호금속층(140b)은 적어도 세 층을 포함할 수 있으며, 최하층인 제1층 및 최상층인 제3층은 Ti, Ni, Pt, Pd, Rh, Ir, W 중 적어도 하나를 포함하도록 형성될 수 있고, 상기 제1층 및 제3층 사이의 제2층은 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, ITO, IZO, ZnO, AZO, TiOx 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
또는, 상기 제2층은 층간 확산(Inter diffusion)을 방지하는 Ni, Ni-Alloy, Ti, Ti-Alloy 등을 포함하는 확산방지층, 양호한 도전성을 갖는 Cu 또는 Cu-Alloy 등을 포함하는 도전층 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
도 13은 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 몸체(20)와, 상기 몸체(20)에 설치된 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과, 상기 몸체(20)에 설치되어 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과 전기적으로 연결되는 실시예에 따른 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(40)를 포함한다.
상기 몸체(20)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.
상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 몸체(20) 상에 설치되거나 상기 제1 전극층(31) 또는 제2 전극층(32) 상에 설치될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.
상기 몰딩부재(40)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(40)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
상기 몰딩 부재(40) 또는 몸체(20) 위에는 적어도 하나의 렌즈가 형성될 수 있으며, 상기 렌즈는 볼록 형상의 렌즈, 오목 형상의 렌즈, 또는 오목과 볼록 구조를 갖는 렌즈 등을 포함할 수 있다.
상기 실시 예(들)에 따른 발광소자는 보드 상에서 패키징되거나 발광 소자 패키로 탑재되어, 지시 장치, 조명 장치, 표시 장치 등의 광원으로 사용될 수 있다. 실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지는 광원으로서 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 복수의 발광 소자 패키지가 어레이된 구조를 포함하며, 사이드 뷰 타입의 광원 또는 탑뷰 타입의 광원으로 사용될 수 있으며, 이러한 광원은 표시 패널에 백라이트 광을 제공할 수 있다. 또한 상기 발광 소자 또는 발광 소자 패키지는 조명 장치의 광원에 적용될 수 있으며, 상기 조명 장치는 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등을 포함할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100:발광 소자, 115:전극, 135;발광 구조물, 140:보호 금속층, 150:오믹층, 160:반사층, 170:접합층, 175:전도성 지지부재

Claims (20)

  1. 전도성 지지부재;
    상기 전도성 지지부재 상면의 둘레 영역에 금속 재질을 포함하는 보호금속층; 및
    상기 전도성 지지부재 및 상기 보호금속층 상에 형성되며, 복수의 화합물 반도체층을 포함하여 빛을 생성하는 발광 구조물을 포함하는 발광 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보호금속층은 양호한 접착력을 갖는 Ti, Ni, Pt, Pd, Rh, Ir, W 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보호금속층은 복수의 층을 포함하며, 최하층과 최상층에 금속 재질을 포함하는 발광 소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 보호금속층의 상면의 적어도 일부는 상기 발광 구조물의 하면과 접촉하는 발광 소자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 구조물은 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 소자.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층은 n형 반도체층이고 상기 제2 도전형 반도체층은 p형 반도체층이며, 상기 보호금속층은 상기 제2 도전형 반도체층과 오믹 접촉을 형성하는 p오믹 금속을 포함하는 발광 소자.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전도성 지지부재 및 상기 발광 구조물 사이에 오믹층을 포함하는 발광 소자.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 구조물의 상면에는 전극이 형성된 발광 소자.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 발광 구조물과 상기 전도성 지지부재 사이에 상기 발광 구조물과 접촉하도록 전류블록킹층이 형성되며, 상기 전류블록킹층은 상기 전극과 적어도 일부가 수직 방향으로 중첩되는 발광 소자.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 구조물의 적어도 측면에 패시베이션층을 포함하는 발광 소자.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 구조물의 상면에는 러프니스 패턴이 형성된 발광 소자.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 전도성 지지부재와 상기 발광 구조물 사이에 접합층을 포함하는 발광 소자.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 접합층은 상기 보호금속층과 동일한 재질로 형성된 발광 소자.
  14. 발광 구조물을 형성하는 단계;
    상기 발광 구조물 상에 칩 경계 영역을 따라 금속 재질의 보호금속층을 형성하는 단계;
    상기 보호금속층 및 상기 발광 구조물 상에 전도성 지지부재를 형성하는 단계; 및
    상기 발광 구조물의 하면에 전극을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 보호금속층은 스퍼터링(sputtering)에 의해 형성되는 발광 소자 제조방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 보호금속층은 링 형상, 루프 형상 또는 프레임 형상 중 어느 하나의 형상을 갖도록 형성되는 발광 소자 제조방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 보호금속층은 양호한 접착력을 갖는 Ti, Ni, Pt, Pd, Rh, Ir, W 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자 제조방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 전도성 지지부재를 형성하는 단계 이전에,
    상기 발광 구조물 및 상기 보호금속층 상에 접합층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 전도성 지지부재는 상기 접합층 상에 형성되는 발광 소자 제조방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 접합층과 상기 보호금속층은 일체로 형성되는 발광 소자 제조방법.
  20. 몸체;
    상기 몸체에 설치된 제1 전극층 및 제2 전극층; 및
    상기 몸체에 설치되어 상기 제1 전극층 및 제2 전극층에 전기적으로 연결된 발광 소자를 포함하며,
    상기 발광 소자는 전도성 지지부재와, 상기 전도성 지지부재 상면의 둘레 영역에 금속 재질을 포함하는 보호금속층과, 상기 전도성 지지부재 및 상기 보호금속층 상에 형성되며, 복수의 화합물 반도체층을 포함하여 빛을 생성하는 발광 구조물을 포함하는 발광 소자 패키지.
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