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KR101047721B1 - 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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KR101047721B1
KR101047721B1 KR20100020755A KR20100020755A KR101047721B1 KR 101047721 B1 KR101047721 B1 KR 101047721B1 KR 20100020755 A KR20100020755 A KR 20100020755A KR 20100020755 A KR20100020755 A KR 20100020755A KR 101047721 B1 KR101047721 B1 KR 101047721B1
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KR
South Korea
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light emitting
layer
emitting structure
emitting device
carbon nanotube
Prior art date
Application number
KR20100020755A
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English (en)
Inventor
정환희
이상열
문지형
송준오
최광기
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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Filing date
Publication date
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Priority to US13/033,264 priority patent/US8963179B2/en
Priority to EP11156265.8A priority patent/EP2365547B1/en
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Priority to JP2011050166A priority patent/JP5911198B2/ja
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Abstract

실시예에 따른 발광 소자는 전도성 지지부재; 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하여 빛을 생성하는 발광 구조물; 상기 발광 구조물의 상면에 다수의 탄소나노튜브를 포함하는 탄소나노튜브(CNT : Carbon Nano Tube)층; 및 상기 발광 구조물 상에 전극을 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 새로운 구조를 갖는 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시예는 광 추출 효율이 향상된 발광 소자를 제공한다.
실시예에 따른 발광 소자는 전도성 지지부재; 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하여 빛을 생성하는 발광 구조물; 상기 발광 구조물의 상면에 다수의 탄소나노튜브를 포함하는 탄소나노튜브(CNT : Carbon Nano Tube)층; 및 상기 발광 구조물 상에 전극을 포함한다.
실시예에 따른 발광 소자 제조방법은 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 성장하여 발광 구조물을 형성하는 단계; 상기 발광 구조물 상에 전도성 지지부재를 형성하는 단계; 상기 발광 구조물 하면에 탄소나노튜브층을 형성하는 단계; 및 상기 발광 구조물 하면에 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 몸체; 상기 몸체에 설치된 제1 전극층 및 제2 전극층; 상기 몸체에 설치되며 상기 제1 전극층 및 제2 전극층에 전기적으로 연결되는 발광 소자; 및 상기 발광 소자를 포위하는 몰딩부재를 포함하며, 상기 발광 소자는 전도성 지지부재와, 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하여 빛을 생성하는 발광 구조물과, 상기 발광 구조물의 상면에 다수의 탄소나노튜브를 포함하는 탄소나노튜브(CNT : Carbon Nano Tube)층과, 상기 발광 구조물 상에 전극을 포함한다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지를 제공할 수 있다.
실시예는 광 추출 효율이 향상된 발광 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자의 측단면도
도 2 내지 도 11은 제1 실시예에 따른 발광 소자의 제조방법을 설명하는 도면
도 12는 제2 실시예에 따른 발광 소자의 측단면도
도 13은 제3 실시예에 따른 발광 소자의 측단면도
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 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)는 전도성 지지부재(160)와, 상기 전도성 지지부재(160) 상에 접합층(158)과, 상기 접합층(158) 상에 반사층(157)과, 상기 반사층(157) 상면의 둘레 영역에 채널층(155)과, 상기 반사층(157) 상에 오믹층(156)과, 상기 오믹층(156) 및 상기 채널층(155) 상에 형성되어 빛을 생성하는 발광 구조물(145)과, 상기 발광 구조물(145)의 상면에 탄소나노튜브층(135)과, 상기 발광 구조물(145)의 측면에 패시베이션층(180)과, 상기 탄소나노튜브층(135) 상에 전극(170)을 포함할 수 있다.
상기 전도성 지지부재(160)는 상기 발광 구조물(145)을 지지하며, 상기 전극(170)과 함께 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공할 수 있다. 상기 전도성 지지부재(160)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 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 전도성 지지부재(160) 상에는 상기 접합층(158)이 형성될 수 있다. 상기 접합층(158)은 상기 전도성 지지부재(160)와 상기 반사층(157) 사이의 계면 접합력을 향상시키기 위해 형성될 수 있다.
상기 접합층(158)은 접착력이 좋은 금속 재질, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 다만, 상기 전도성 지지부재(160)를 본딩 방식이 아니라, 도금 또는 증착 방식에 의해 형성하는 경우, 상기 접합층(158)은 형성되지 않을 수도 있다.
상기 접합층(158) 상에는 상기 반사층(157)이 형성될 수 있다. 상기 반사층(157)은 상기 발광 구조물(145)로부터 입사되는 빛을 반사시킴으로써 상기 발광 소자(100)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 반사층(157)은 고 반사율을 갖는 재질, 예를 들어, 은(Ag), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
상기 반사층(157)의 상면의 둘레 영역, 즉, 상기 반사층(157)과 상기 발광 구조물(145) 사이의 둘레 영역에는 상기 채널층(155)이 형성될 수 있다. 상기 채널층(155)은 상기 발광 구조물(145)과 상기 전도성 지지부재(160)가 서로 전기적으로 쇼트되는 것을 방지하고, 상기 발광 구조물(145)과 상기 전도성 지지부재(160) 사이의 틈으로 수분 등이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 채널층(155)은 예를 들어, Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, ITO, AZO, ZnO 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
상기 반사층(157) 상에는 상기 오믹층(156)이 형성될 수 있다. 상기 오믹층(156)은 상기 반사층(157))와 상기 발광 구조물(145) 사이의 오믹 접촉을 형성하기 위해 형성될 수 있다.
상기 오믹층(156)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, Ni, Ag 또는 Au 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다.
한편, 상기 반사층(157)이 상기 발광 구조물(145)가 오믹 접촉을 형성하는 경우, 상기 오믹층(156)은 형성되지 않을 수도 있다.
상기 오믹층(156)과 상기 발광 구조물(145) 사이에는 전류차단층(154)이 형성될 수 있다.
상기 전류차단층(154)은 상기 전극(170)과 적어도 일부가 수직 방향으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 전류차단층(154)은 상기 반사층(157) 또는 상기 접합층(158)보다 전기 전도성이 낮거나, 상기 제2 도전형 반도체층(150)과 쇼트키 접촉을 형성하는 물질을 이용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, ZnO, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 , TiOx, Ti, Al, Cr 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전류차단층(154)은 상기 전도성 지지부재(160)와 상기 전극(170) 사이의 최단 거리로 전류가 편중되어 흐르는 것을 방지하여 상기 발광 소자(100)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 오믹층(156) 및 상기 채널층(155) 상에는 상기 발광 구조물(145)이 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(145)은 다수의 화합물 반도체층을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 제2 도전형 반도체층(150), 상기 제2 도전형 반도체층(150) 상에 활성층(140), 상기 활성층(140) 상에 제1 도전형 반도체층(130)을 포함할 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(150)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있는데, 상기 p형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 활성층(140)은 예를 들어, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW : Multi Quantum Well), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 활성층(140)은 상기 제1 도전형 반도체층(130) 및 제2 도전형 반도체층(150)으로부터 제공되는 전자 및 정공의 재결합(recombination) 과정에서 발생되는 에너지에 의해 빛을 생성할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(130)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있는데, 상기 n형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(130)의 상면에는 광 추출 패턴(132)이 형성될 수 있다. 상기 광 추출 패턴(132)은 랜덤한 러프니스(roughness) 형상이거나 규칙적인 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 광 추출 패턴(132)은 특정 파장대의 빛을 선택적으로 투과 또는 반사하는 광 결정(photonic crystal) 구조를 가질 수 있으며, 50nm 내지 3000nm 의 주기를 가질 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
한편, 상기 제2 도전형 반도체층(150) 아래에 N형 반도체층을 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 도전형 반도체층(130)이 P형 반도체층이고, 상기 제2 도전형 반도체층(150)이 N형 반도체층으로 구현될 수도 있다. 이에 따라 상기 발광 구조물(145)은 N-P 접합, P-N 접합, N-P-N 접합 및 P-N-P 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 구조물(145)의 제1 도전형 반도체층(130) 상면에는 상기 탄소나노튜브(CNT : Carbon Nano Tube)층(135)이 형성될 수 있다.
탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 나노 단위의 탄소 구조체로 전기 전도성 및 열 전도성이 높으며, 광학적으로 투명한 특징이 있다. 상기 탄소나노튜브는 전기방전법(Arc-discharge), 레이저증착법(Laser vaporization), 플라즈마화학기상증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), 열화학기상증착법(Thermal Chemical Vapor Deposition), 기상합성법(Vapor phase growth), 전기분해법, Flame 합성법 중 적어도 하나의 방법에 의해 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 탄소나노튜브층(135)은 다수의 상기 탄소나노튜브를 상기 발광 구조물(145) 상에 코팅하여 형성되거나 상기 발광 구조물(145) 상에 필름 형태로 준비되어 부착될 수 있다.
이때, 상기 탄소나노튜브층(135)는 예를 들어, 10 nm 내지 10 μm 단위의 두께를 갖는 박막일 수 있으므로, 상기 탄소나노튜브층(135)은 상기 제1 도전형 반도체층(130) 상면에 형성된 상기 광 추출 패턴(132)의 형상을 따라 패턴을 가지도록 형성될 수 있다.
상기 탄소나노튜브층(135)은 상기 발광 구조물(145) 상면에 형성되며 높은 전기 전도성을 가지므로, 상기 발광 구조물(145)에 전류를 골고루 스프레딩시킴으로써 상기 전극(170) 및 그 주변으로만 전류가 편중되는 현상을 방지하고, 이를 통해 궁극적으로는 상기 발광 소자(100)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 전류 스프레딩 효과를 극대화하기 위해 상기 탄소나노튜브층(135)은 상기 발광 구조물(145) 상면의 적어도 70% 의 면적에 형성되거나 패턴을 갖도록 형성되는 것이 바람직하지만, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 탄소나노튜브층(135)은 높은 열전도성을 가지므로, 상기 발광 구조물(145)에서 발생한 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브층(135)은 광학적으로 투명하면서, 그 굴절률이 상기 발광 구조물(145)보다 작게 형성될 수 있으므로, 굴절률 차이에 의해 상기 발광 소자(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브층(135)은 반도체와 금속 모두에 전류를 원활히 흘리는 특징을 가지므로, 상기 전극(170)과 상기 제1 도전형 반도체층(130) 사이의 접촉 저항을 감소시키는 역할을 할 수 있다.
상기 발광 구조물(145)의 적어도 측면에는 상기 패시베이션층(180)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 패시베이션층(180)은 일단이 상기 발광 구조물(145)의 상면에 배치되고, 상기 발광 구조물(145)의 측면을 따라 타단이 상기 채널층(155)의 상면에 배치될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 패시베이션층(180)은 상기 발광 구조물(145)이 외부 전극 등과 전기적으로 쇼트되는 것을 방지할 수 있으며, 예를 들어, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 전극(170)은 상기 탄소나노튜브층(135) 상에 형성될 수 있다.
상기 전극(170)은 예를 들어, Au, Ti, Cu, Ni, Cr 중 적어도 하나를 포함하는 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
이하, 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 11은 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 성장기판(110) 상에 상기 발광 구조물(145)을 형성할 수 있다.
상기 성장기판(110)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(145)은 상기 성장기판(110) 상에 상기 제1 도전형 반도체층(130), 활성층(140) 및 제2 도전형 반도체층(150)을 순차적으로 성장함으로써 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 구조물(145)은 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 제1 도전형 반도체층(130)과 상기 성장기판(110) 사이에는 격자 상수 차이 완화를 위해 버퍼층(미도시)이 더 형성될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 상기 발광 구조물(145) 상면에 상기 채널층(155) 및 상기 전류차단층(154)을 형성할 수 있다.
상기 채널층(155)은 마스크 패턴을 이용하여 개별 칩(1 chip)의 경계 영역에 형성될 수 있으며, 링 형상, 루프 형상, 프레임 형상 등으로 형성될 수 있다. 상기 채널층(155)은 예를 들어, 전자빔(E-beam) 증착, 스퍼터링(Sputtering), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 중 어느 하나의 방법에 의해 형성될 수 있다.
상기 전류차단층(154)은 후에 형성될 상기 전극(170)과 수직 방향으로 적어도 일부가 중첩되도록 형성될 수 있으며, 증착 또는 도금 방식에 의해 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제2 도전형 반도체층(150) 상에 상기 오믹층(156)을 형성하고, 상기 오믹층(156) 및 상기 채널층(155) 상에 상기 반사층(157)을 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 반사층(157) 상에 상기 접합층(158)을 형성하고, 상기 접합층(158) 상에 상기 전도성 지지부재(160)를 형성할 수 있다.
상기 전도성 지지부재(160)는 상기 접합층(158)에 의해 견고히 본딩될 수 있다. 한편, 상기 전도성 지지부재(160)가 증착 또는 도금 방식에 의해 형성되는 경우, 상기 접합층(158)은 형성되지 않을 수도 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 성장기판(110)을 제거할 수 있다. 상기 성장기판(110)은 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off) 또는 에칭 중 적어도 하나의 방법에 의해 제거될 수 있다.
상기 레이저 리프트 오프(LLO)는 상기 성장기판(110)의 배면을 통해 레이저를 조사함으로써 상기 성장기판(110)과 상기 제1 도전형 반도체층(130) 사이의 계면을 박리시키는 공정이다.
상기 성장기판(110)이 제거됨에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층(130)의 하면이 노출될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 발광 구조물(145)에 칩 경계 영역(105)을 따라 아이솔레이션 에칭(Isolation Etching)을 실시하여 복수개의 발광 소자를 개별 발광 소자 단위로 구분하고, 상기 발광 구조물(145) 하면에 상기 광 추출 패턴(132)을 형성할 수 있다.
상기 아이솔레이션 에칭은 예를 들어, ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 건식 식각 방법에 의해 실시될 수 있다.
상기 광 추출 패턴(132)은 습식 식각에 의해 랜덤한 형상을 갖도록 형성되거나, 마스크 패턴을 따라 광 결정 구조 등을 갖도록 형성될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 8을 참조하면, 상기 발광 구조물(145)의 적어도 측면에 상기 패시베이션층(180)을 증착되어 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 발광 구조물(145), 즉, 제1 도전형 반도체층(130)의 하면에 상기 탄소나노튜브층(135)을 형성할 수 있다.
상기 탄소나노튜브층(135)은 스핀 코팅, 딥 코팅과 같은 코팅 방식으로 형성되거나, 필름 형태로 준비되어 부착될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 탄소나노튜브층(135)은 상기 제1 도전형 반도체층(130)의 하면에 선택적으로 형성될 수 있는데, 예를 들어, 전 영역에 형성되거나 적어도 70%의 면적에 형성될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 상기 탄소나노튜브층(135) 아래에 상기 전극(170)이 형성될 수 있다. 상기 전극(170)은 도금 또는 증착되어 형성될 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 칩 경계 영역(105)을 따라 칩 분리 공정을 실시하여 복수 개의 발광 소자를 개별 발광 소자 단위로 분리하여, 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)를 제공할 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 제2 실시예에 따른 발광 소자(100A)의 측단면도이다.
도 12를 참조하면, 상기 발광 소자(100A)는 도 1의 발광 소자(100)에 비해 전극 및 탄소나노튜브층의 형상을 제외하고는 동일하다.
즉, 상기 발광 소자(100A)는 전도성 지지부재(160)와, 상기 전도성 지지부재(160) 상에 접합층(158)과, 상기 접합층(158) 상에 반사층(157)과, 상기 반사층(157) 상면의 둘레 영역에 채널층(155)과, 상기 반사층(157) 상에 오믹층(156)과, 상기 오믹층(156) 및 상기 채널층(155) 상에 형성되어 빛을 생성하는 발광 구조물(145)과, 상기 발광 구조물(145)의 상면에 선택적으로 형성된 탄소나노튜브층(135a)과, 상기 발광 구조물(145)의 측면에 패시베이션층(180)과, 상기 발광 구조물(145) 상에 전극(170a)을 포함할 수 있다.
상기 전극(170a)은 상기 발광 구조물(145)의 상면에 접촉하도록 형성될 수 있다.
이를 위해, 상기 탄소나노튜브층(135a) 중 상기 전극(170a)이 형성될 영역을 선택적으로 제거하거나, 상기 탄소나노튜브층(135a)을 마스크를 이용해 선택적으로 형성할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 13은 제3 실시예에 따른 발광 소자(100B)의 측단면도이다.
도 13을 참조하면, 상기 발광 소자(100B)는 도 1의 발광 소자(100)에 비해 탄소나노튜브층의 형상을 제외하고는 동일하다.
즉, 상기 발광 소자(100B)는 전도성 지지부재(160)와, 상기 전도성 지지부재(160) 상에 접합층(158)과, 상기 접합층(158) 상에 반사층(157)과, 상기 반사층(157) 상면의 둘레 영역에 채널층(155)과, 상기 반사층(157) 상에 오믹층(156)과, 상기 오믹층(156) 및 상기 채널층(155) 상에 형성되어 빛을 생성하는 발광 구조물(145)과, 상기 발광 구조물(145)의 상면에 선택적으로 형성된 탄소나노튜브층(135b)과, 상기 발광 구조물(145)의 측면에 패시베이션층(180)과, 상기 발광 구조물(145) 상에 전극(170)을 포함할 수 있다.
상기 탄소나노튜브층(135b)은 상기 전극(170)과 상기 제1 도전형 반도체층(130) 사이의 접촉 저항을 감소시키기 위해, 상기 전극(170) 및 상기 제1 도전형 반도체층(130) 사이의 영역에만 형성될 수 있다.
도 14는 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 14를 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.
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.

Claims (19)

  1. 전도성 지지부재;
    상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하여 빛을 생성하는 발광 구조물;
    상기 발광 구조물 및 상기 전도성 지지부재 사이의 둘레 영역에 채널층;
    상기 발광 구조물의 상면에 다수의 탄소나노튜브를 포함하는 탄소나노튜브(CNT : Carbon Nano Tube)층; 및
    상기 발광 구조물 상에 전극을 포함하는 발광 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브층은 10 nm 내지 10 μm의 두께를 갖는 발광 소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브층은 상기 발광 구조물 상면의 적어도 70%의 면적에 형성된 발광 소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전극은 상기 탄소나노튜브층 상에 접촉하도록 형성된 발광 소자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전극은 상기 발광 구조물 상에 접촉하는 발광 소자.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브층은 상기 전극과 상기 발광 구조물 사이에만 형성된 발광 소자.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브층은 상기 발광 구조물보다 낮은 굴절률을 갖는 발광 소자.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 구조물 상면에는 광 추출 패턴이 형성된 발광 소자.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브층은 상기 광 추출 패턴에 대응하는 패턴을 가지도록 형성된 발광 소자.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 전도성 지지부재 및 상기 발광 구조물 사이에 반사층 및 오믹층 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 전도성 지지부재 및 상기 발광 구조물 사이에 형성되고, 상기 전극과 적어도 일부가 수직 방향으로 중첩되는 전류차단층을 포함하는 발광 소자.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 구조물의 적어도 측면에 패시베이션층이 형성된 발광 소자.
  13. 삭제
  14. 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 성장하여 발광 구조물을 형성하는 단계;
    상기 발광 구조물 상에 전도성 지지부재를 형성하는 단계;
    상기 발광 구조물 하면에 탄소나노튜브층을 형성하는 단계; 및
    상기 발광 구조물 하면에 전극을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 발광 구조물은 성장기판 상에 성장되며,
    상기 성장기판은 상기 전도성 지지부재를 형성한 후 제거되는 발광 소자 제조방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브층을 형성하기 전에,
    상기 발광 구조물 하면에 광 추출 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브층은 코팅 방식으로 형성되는 발광 소자 제조방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브층은 필름 형태로 형성되어, 상기 발광 구조물 상면에 부착되는 발광 소자 제조방법.
  19. 몸체;
    상기 몸체에 설치된 제1 전극층 및 제2 전극층;
    상기 몸체에 설치되며 상기 제1 전극층 및 제2 전극층에 전기적으로 연결되는 발광 소자; 및
    상기 발광 소자를 포위하는 몰딩부재를 포함하며,
    상기 발광 소자는 전도성 지지부재와, 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하여 빛을 생성하는 발광 구조물과, 상기 발광 구조물 및 상기 전도성 지지부재 사이의 둘레 영역에 채널층과, 상기 발광 구조물의 상면에 다수의 탄소나노튜브를 포함하는 탄소나노튜브(CNT : Carbon Nano Tube)층과, 상기 발광 구조물 상에 전극을 포함하는 발광 소자 패키지.
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