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KR101337612B1 - Light emitting diode with improved light extraction efficiency - Google Patents

Light emitting diode with improved light extraction efficiency Download PDF

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KR101337612B1
KR101337612B1 KR1020120024086A KR20120024086A KR101337612B1 KR 101337612 B1 KR101337612 B1 KR 101337612B1 KR 1020120024086 A KR1020120024086 A KR 1020120024086A KR 20120024086 A KR20120024086 A KR 20120024086A KR 101337612 B1 KR101337612 B1 KR 101337612B1
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semiconductor layer
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light
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김경완
윤여진
김재무
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서울바이오시스 주식회사
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Abstract

개선된 광추출 효율을 갖는 발광 다이오드가 개시된다. 이 발광 다이오드는,기판; 기판 상에 위치하고, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체; 1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극 패드; 기판 상부에 위치하는 제2 전극 패드; 발광 구조체의 일부를 덮고, 제2 전극 패드 아래에 위치하여 제2 전극 패드를 발광 구조체로부터 이격시키며, 제2 전극 패드보다 넓은 면적을 갖고, 발광 구조체로부터의 광을 반사시키는 절연 반사층; 제2 전극 패드에 연결되어 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 적어도 하나의 상부 연장부; 및 제2 도전형 반도체층 상부에 위치하는 광 추출 요소들의 패턴을 포함한다. 이에 따라, 전류 분산 성능을 개선함과 아울러, 전극 패드에 의한 광 손실을 방지하고 나아가 광 방출 성능을 개선하여 광 추출 효율을 개선할 수 있다.A light emitting diode having improved light extraction efficiency is disclosed. This light emitting diode includes: a substrate; A light emitting structure on the substrate, the light emitting structure comprising a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer; A first electrode pad electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer; A second electrode pad positioned on the substrate; An insulating reflective layer covering a portion of the light emitting structure, positioned below the second electrode pad, spaced apart from the light emitting structure, having an area larger than that of the second electrode pad, and reflecting light from the light emitting structure; At least one upper extension connected to the second electrode pad and electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer; And a pattern of light extracting elements positioned on the second conductive semiconductor layer. Accordingly, the current extraction performance can be improved, and light loss caused by the electrode pad can be prevented and the light emission performance can be improved to improve light extraction efficiency.

Description

개선된 광 추출 효율을 갖는 발광 다이오드{LIGHT EMITTING DIODE WITH IMPROVED LIGHT EXTRACTION EFFICIENCY}LIGHT EMITTING DIODE WITH IMPROVED LIGHT EXTRACTION EFFICIENCY

본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히 개선된 광 추출 효율을 갖는 발광 다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to light emitting diodes, and more particularly to light emitting diodes having improved light extraction efficiency.

질화갈륨(GaN) 계열의 발광 다이오드가 개발된 이래, GaN 계열의 LED는 현재 천연색 LED 표시소자, LED 교통 신호기, 백색 LED 등 다양한 응용에 사용되고 있다.Since the development of gallium nitride (GaN) -based light emitting diodes, GaN-based LEDs have been used in various applications such as color LED display devices, LED traffic signals, and white LEDs.

질화갈륨 계열의 발광 다이오드는 일반적으로 사파이어와 같은 기판 상에 에피층들을 성장시키어 형성되며, N형 반도체층, P형 반도체층 및 이들 사이에 개재된 활성층을 포함한다. 한편, 상기 N형 반도체층 상에 N-전극 패드가 형성되고, 상기 P형 반도체층 상에 P-전극 패드가 형성된다. 상기 발광 다이오드는 상기 전극패드들을 통해 외부 전원에 전기적으로 연결되어 구동된다. 이때, 전류는 P-전극 패드에서 상기 반도체층들을 거쳐 N-전극 패드로 흐른다.Gallium nitride based light emitting diodes are generally formed by growing epitaxial layers on a substrate such as sapphire and include an N-type semiconductor layer, a P-type semiconductor layer, and an active layer interposed therebetween. Meanwhile, an N-electrode pad is formed on the N-type semiconductor layer, and a P-electrode pad is formed on the P-type semiconductor layer. The light emitting diode is electrically connected to and driven by an external power source through the electrode pads. At this time, current flows from the P-electrode pad to the N-electrode pad through the semiconductor layers.

일반적으로 P형 반도체층은 높은 비저항을 가지므로, P형 반도체층 내에서 전류가 고르게 분산되지 못하고, 상기 P-전극 패드가 형성된 부분에 전류가 집중되며, 모서리를 통해 전류가 집중적으로 흐르는 문제점이 발생된다. 전류 밀집(current crowing)은 발광영역의 감소로 이어지고, 결과적으로 발광효율을 떨어뜨린다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, P형 반도체층 상에 비저항이 낮은 투명전극층을 형성하여 전류분산을 도모하는 기술이 사용된다. P-전극 패드로부터 유입된 전류가 투명전극층에서 분산되어 상기 P-형 반도체층으로 유입되기 때문에 발광 다이오드의 발광영역을 넓힐 수 있다. 그러나, 투명전극층은 광을 흡수하기 때문에 그 두께가 제한되며, 따라서 전류분산에 한계가 있다. 특히, 고출력을 위해 사용되는 약 1㎟ 이상의 대면적 발광 다이오드에서 투명전극층을 이용한 전류분산은 한계가 있다.In general, since the P-type semiconductor layer has a high specific resistance, current is not evenly distributed in the P-type semiconductor layer, the current is concentrated in the portion where the P-electrode pad is formed, and the current flows intensively through the corners. Is generated. Current crowing leads to a reduction of the light emitting area, which in turn lowers the light emitting efficiency. In order to solve this problem, a technique of forming a transparent electrode layer having a low specific resistance on the P-type semiconductor layer to achieve current dispersion is used. Since the current flowing from the P-electrode pad is dispersed in the transparent electrode layer and flows into the P-type semiconductor layer, the light emitting area of the light emitting diode can be widened. However, since the transparent electrode layer absorbs light, its thickness is limited, and thus there is a limit in current dispersion. In particular, current distribution using a transparent electrode layer is limited in a large area light emitting diode of about 1 mm 2 or more used for high power.

한편, 발광 다이오드 내의 전류 분산을 돕기 위해 전극 패드들로부터 연장된 연장부들이 사용되고 있다. 예컨대, 미국특허공보 제6,650,018호에는 전극 접촉부들(117, 127), 즉 전극 패드들로부터 다수의 연장부들이 서로 반대 방향으로 연장하여 전류 분산을 강화하는 것을 개시하고 있다. 이러한 다수의 연장부들을 사용함으로써 발광 다이오드의 넓은 영역에 걸쳐 전류를 분산시킬 수 있으나, 전극 패드들이 위치하는 부분에서 여전히 전류가 집중되는 전류 밀집 현상이 나타나고 있다.On the other hand, extensions extending from the electrode pads are used to help distribute current in the light emitting diode. For example, U.S. Patent No. 6,650,018 discloses that electrode contacts 117, 127, i.e., a plurality of extensions from electrode pads extend in opposite directions to enhance current dispersion. By using such a plurality of extensions, the current can be distributed over a wide area of the light emitting diode, but a current density phenomenon in which current is concentrated is still present at the portion where the electrode pads are located.

나아가, 발광 다이오드의 크기가 대면적화함에 따라 발광 다이오드 내에 결함이 포함될 확률이 증가한다. 예컨대, 실전위(threading dislocation), 핀홀 등의 결함은 전류가 급격히 흐르는 통로를 제공하여 전류 분산을 방해한다.Furthermore, as the size of the light emitting diode becomes larger, the probability that defects are included in the light emitting diode increases. For example, defects such as threading dislocations, pinholes, and the like, provide passages through which current flows rapidly, thereby preventing current dispersion.

한편, 발광 다이오드의 광 추출 효율을 개선하기 위해 패터닝된 사파이어 기판이 일반적으로 사용되고 있다. 사파이어 기판 상의 패턴은 활성층에서 생성된 광을 산란 또는 반사시킴으로써 광이 내부 전반사에 의해 발광 다이오드 내에서 손실되는 것을 감소시키고, 이에 따라 광 추출 효율을 향상시킨다.Meanwhile, a patterned sapphire substrate is generally used to improve light extraction efficiency of a light emitting diode. The pattern on the sapphire substrate reduces the loss of light in the light emitting diode by total internal reflection by scattering or reflecting the light generated in the active layer, thereby improving the light extraction efficiency.

사파이어 기판 상의 패턴을 이용하여 광 추출 효율 개선이 기대되지만, 질화갈륨계 화합물 반도체의 굴절률이 상대적으로 높기 때문에 내부 전반사에 의해 발광 다이오드 내부에서 광이 손실될 가능성이 여전히 존재한다.Although light extraction efficiency is expected to be improved by using a pattern on a sapphire substrate, there is still a possibility that light is lost inside the light emitting diode due to total internal reflection because the refractive index of the gallium nitride compound semiconductor is relatively high.

더욱이, 전극 패드들은 일반적으로 광을 흡수하는 금속물질로 형성되기 때문에 전극 패드들로 향하는 광이 전극 패드들에 흡수되어 손실된다.Moreover, since the electrode pads are generally formed of a metal material which absorbs light, light directed to the electrode pads is absorbed and lost by the electrode pads.

따라서, 광추출 효율을 개선하기 위한 노력이 계속해서 요구되고 있다.Therefore, efforts to improve the light extraction efficiency continue to be demanded.

미국특허공보 제6,650,018호U.S. Patent No. 6,650,018

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 개선된 광 추출 효율을 갖는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting diode having an improved light extraction efficiency.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 전극 패드 근처에서 전류 밀집 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode that can prevent the current dense phenomenon from occurring near the electrode pad.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 넓은 면적의 발광 다이오드에서 전류를 고르게 분산시킬 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode that can evenly distribute current in a large area light emitting diode.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 전극 패드에 의한 광 손실을 감소시킬 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode that can reduce the light loss caused by the electrode pad.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드는, 기판; 상기 기판 상에 위치하고, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체; 상기 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극 패드; 상기 기판 상부에 위치하는 제2 전극 패드; 상기 발광 구조체의 일부를 덮고, 상기 제2 전극 패드 아래에 위치하여, 상기 제2 전극 패드를 상기 발광 구조체로부터 이격시키는 절연 반사층; 상기 제2 전극패드에 연결되어 상기 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 적어도 하나의 상부 연장부; 및 상기 제2 도전형 반도체층 상부에 위치하는 광 추출 요소들의 패턴을 포함한다.In order to solve the above problems, a light emitting diode according to embodiments of the present invention, a substrate; A light emitting structure on the substrate, the light emitting structure comprising a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer; A first electrode pad electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer; A second electrode pad positioned on the substrate; An insulating reflective layer covering a portion of the light emitting structure and positioned below the second electrode pad to separate the second electrode pad from the light emitting structure; At least one upper extension part connected to the second electrode pad and electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer; And a pattern of light extraction elements positioned on the second conductive semiconductor layer.

상기 절연 반사층은 상기 제2 전극 패드보다 넓은 면적을 갖는다. The insulating reflective layer has a larger area than the second electrode pad.

상기 절연 반사층에 의해 제2 전극 패드를 상기 발광 구조체로부터 이격시키므로, 제2 전극 패드 주위에 전류가 집중되는 것을 방지하여 전류 분산 성능을 개선할 수 있으며, 나아가, 제2 전극패드로 진행하는 광을 반사시킬 수 있어 제2 전극 패드에 의한 광 손실을 감소시킬 수 있다. 또한, 기판측에 대향하여 제2 도전형 반도체층 상부에 광 추출 요소들의 패턴을 배치함으로써, 상기 광 추출 요소들의 패턴에 의해 광이 외부로 쉽게 방출될 수 있어 광 추출 효율이 개선된다. 상기 광 추출 효소들의 패턴은 기판, 예컨대 사파이어 기판 상에 형성된 패턴과 조합하여 사용될 수 있다.Since the second electrode pad is spaced apart from the light emitting structure by the insulating reflective layer, current concentration can be improved by preventing current from being concentrated around the second electrode pad, and further, the light traveling to the second electrode pad can be improved. Can be reflected to reduce light loss by the second electrode pads. Further, by disposing the pattern of the light extraction elements on the second conductive semiconductor layer opposite to the substrate side, the light can be easily emitted to the outside by the pattern of the light extraction elements, thereby improving the light extraction efficiency. The pattern of light extraction enzymes can be used in combination with a pattern formed on a substrate, such as a sapphire substrate.

여기서, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 제1 도전형 반도체층은 n형 질화물 반도체층이고, 상기 제2 도전형 반도체층은 p형 질화물 반도체층일 수 있다. 나아가, 상기 발광 다이오드는, 상기 p형 질화물 반도체층 상에 위치하는 투명 전극층을 더 포함할 수 있으며, 상기 상부 연장부는 상기 투명 전극층에 접속할 수 있다.Here, although not particularly limited, the first conductivity type semiconductor layer may be an n-type nitride semiconductor layer, and the second conductivity type semiconductor layer may be a p-type nitride semiconductor layer. In addition, the light emitting diode may further include a transparent electrode layer positioned on the p-type nitride semiconductor layer, and the upper extension part may be connected to the transparent electrode layer.

몇몇 실시예들에 있어서, 상기 광추출 요소들의 패턴은 상기 투명 전극층 상에 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 광추출 요소들의 패턴은 상기 투명 전극층의 상부 부분을 패터닝하여 형성될 수 있다.In some embodiments, the pattern of light extraction elements can be formed on the transparent electrode layer. For example, the pattern of light extraction elements may be formed by patterning an upper portion of the transparent electrode layer.

한편, 상기 발광 다이오드는 상기 투명 전극층을 덮는 절연층을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 절연층은 상기 투명 전극층을 노출시키는 개구부를 가질 수 있으며, 상기 상부 연장부는 상기 개구부를 통해 상기 투명 전극층에 접속할 수 있다.The light emitting diode may further include an insulating layer covering the transparent electrode layer. In this case, the insulating layer may have an opening exposing the transparent electrode layer, and the upper extension may be connected to the transparent electrode layer through the opening.

나아가, 상기 개구부는 상기 제2 전극 패드로부터 떨어져 위치한다. 이에 따라, 상기 제2 전극 패드와 상기 개구부에 접속된 상부 연장부는 상기 절연층 상에 위치하는 연결부에 의해 연결된다. 상기 연결부가 절연층 상에 위치하므로, 상기 제2 전극 패드 주위에서 상부 연장부가 투명 전극층에 직접 접속되지 않으며, 따라서 제2 전극 패드 주위에서 전류가 집중되는 것을 더욱 방지할 수 있다.Further, the opening is located away from the second electrode pad. Accordingly, the upper extension part connected to the second electrode pad and the opening part is connected by a connection part positioned on the insulating layer. Since the connection portion is located on the insulating layer, the upper extension portion is not directly connected to the transparent electrode layer around the second electrode pad, thus further preventing the current from being concentrated around the second electrode pad.

몇몇 실시예들에 있어서, 상기 광추출 요소들의 패턴은 상기 절연층 상에 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 광추출 요소들의 패턴은 상기 절연층의 상부 부분을 패터닝하여 형성될 수 있다.In some embodiments, the pattern of light extraction elements can be formed on the insulating layer. For example, the pattern of light extraction elements may be formed by patterning an upper portion of the insulating layer.

한편, 상기 제1 도전형 반도체층은 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층이 메사 식각되어 노출된 영역을 가질 수 있으며, 상기 제2 전극 패드는 상기 제1 도전형 반도체층의 노출된 영역 상부에 위치할 수 있다. 이때, 상기 절연 반사층은 상기 제2 전극 패드와 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 위치한다. 이에 따라, 제2 전극 패드 아래에서 불필요하게 광이 발생되는 것을 방지할 수 있다.The first conductivity type semiconductor layer may have a region in which the second conductivity type semiconductor layer and the active layer are mesa-etched and exposed, and the second electrode pad is disposed above the exposed region of the first conductivity type semiconductor layer. It can be located at In this case, the insulating reflective layer is positioned between the second electrode pad and the first conductive semiconductor layer. Accordingly, unnecessary light can be prevented from occurring under the second electrode pad.

이때, 상기 절연 반사층은 상기 메사 식각에 의해 노출된 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 측면들 중 적어도 일부를 덮을 수 있다. 따라서, 활성층에서 생성된 광이 메사 측면을 통해 제2 전극 패드로 진행하는 광을 상기 절연 반사층에 의해 반사시킬 수 있어 제2 전극 패드에 의한 광 손실을 방지할 수 있다.In this case, the insulating reflective layer may cover at least some of the side surfaces of the second conductive semiconductor layer and the active layer exposed by the mesa etching. Therefore, the light generated in the active layer may reflect the light traveling to the second electrode pad through the mesa side by the insulating reflective layer, thereby preventing the light loss by the second electrode pad.

한편, 연결부가 상기 상부 연장부와 상기 제2 전극 패드를 연결할 수 있으며, 상기 연결부는 절연층에 의해 상기 제2 도전형 반도체층으로부터 이격될 수 있다. 예컨대, 상기 연결부는 상기 절연 반사층에 의해 상기 메사 측면으로부터 절연될 수 있으며, 나아가 다른 절연층에 의해 상기 제2 도전형 반도체층(또는 투명 전극층)의 상부면으로부터 절연될 수 있다.The connection part may connect the upper extension part and the second electrode pad, and the connection part may be spaced apart from the second conductive semiconductor layer by an insulating layer. For example, the connection part may be insulated from the mesa side by the insulating reflective layer, and may be insulated from the upper surface of the second conductive semiconductor layer (or transparent electrode layer) by another insulating layer.

몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층은 적어도 두 개의 발광 영역들을 정의하도록 분할될 수 있다. 또한, 상기 적어도 두 개의 발광 영역들 상에 각각 상기 제2 전극 패드에 연결된 상부 연장부가 위치할 수 있다.In some embodiments, the second conductivity type semiconductor layer and the active layer may be divided to define at least two light emitting regions. In addition, an upper extension connected to the second electrode pad may be positioned on the at least two light emitting regions.

상기 발광 구조체를 복수개의 발광 영역들로 분할함으로써 특정 위치에 핀홀이나 실전위 등의 결함이 있더라도 이들 결함에 전류가 과도하게 집중되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 넓은 영역에 걸쳐 전류를 고르게 분산시킬 수 있다.By dividing the light emitting structure into a plurality of light emitting regions, even if there are defects such as pinholes or actual potentials in a specific position, it is possible to prevent excessive concentration of currents in these defects, thus distributing the current evenly over a wide area. have.

상기 적어도 두 개의 발광 영역들은 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드를 가로지르는 선에 대해 대칭 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 적어도 두개의 발광 영역들이 동일한 발광 특성을 나타낼 수 있다.The at least two light emitting regions may have a symmetrical structure with respect to a line crossing the first electrode pad and the second electrode pad. Accordingly, the at least two light emitting regions may exhibit the same light emitting characteristics.

나아가, 상기 발광 다이오드는 상기 제1 전극 패드에 연결된 적어도 하나의 하부 연장부를 더 포함할 수 있다. 더욱이, 상기 하부 연장부 중 적어도 하나는 상기 적어도 두 개의 발광 영역들 사이에 위치할 수 있다.In addition, the light emitting diode may further include at least one lower extension connected to the first electrode pad. Furthermore, at least one of the lower extensions may be located between the at least two light emitting regions.

종래의 발광 다이오드는 제2 전극 패드가 제2 도전형 반도체층 상에 위치하여 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된다. 따라서, 제2 전극 패드 주위에 전류가 집중되어 전류 분산이 방해된다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 전극 패드가 발광 구조체로부터 절연 반사층에 의해 절연되므로, 제2 전극 패드 주위에 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 메사 식각하여 제거한 부분에 제2 전극 패드를 형성함으로써, 제2 전극 패드 아래에서 불필요하게 광이 발생되는 것을 방지하여 발광 효율을 개선할 수 있다. 또한, 발광 구조체를 복수개의 발광 영역들로 분할함으로써 발광 영역들에 결정 결함에 전류가 과도하게 집중되는 것을 방지하여 고르게 전류를 분산시킬 수 있다. 나아가, 발광 구조체 상부에 광 추출 요소들의 패턴을 배치함으로써 광 추출 효율을 더욱 개선할 수 있다.In a conventional light emitting diode, a second electrode pad is positioned on the second conductive semiconductor layer and electrically connected to the second conductive semiconductor layer. Thus, current is concentrated around the second electrode pad, which hinders current dispersion. However, according to embodiments of the present invention, since the second electrode pad is insulated from the light emitting structure by the insulating reflective layer, it is possible to prevent the current from being concentrated around the second electrode pad. Furthermore, by forming the second electrode pads on the portions of the light emitting structure where the second conductive semiconductor layer and the active layer are removed by mesa etching, unnecessary light is generated under the second electrode pads, thereby improving light emission efficiency. . In addition, by dividing the light emitting structure into a plurality of light emitting regions, current can be evenly distributed by preventing excessive concentration of current in crystal defects in the light emitting regions. Furthermore, light extraction efficiency may be further improved by disposing a pattern of light extraction elements on the light emitting structure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2a)~2c는 각각 도 1의 절취선 A-A, B-B 및 C-C를 따라 취해진 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도로, 도 1의 절취선 C-C를 따라 취해진 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
1 is a plan view illustrating a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
2A) through 2C are cross-sectional views taken along the cut lines AA, BB and CC of FIG. 1, respectively.
3 is a cross-sectional view for describing a light emitting diode according to another embodiment of the present invention, which is taken along the cut line CC of FIG. 1.
4 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
5 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, and the like of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2a~2c는 각각 도 1의 절취선 A-A, B-B 및 C-C를 따라 취해진 단면도들이다.1 is a plan view illustrating a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views taken along the cutting lines A-A, B-B, and C-C of FIG. 1, respectively.

도 1, 도 2a 내지 2c를 참조하면, 상기 발광 다이오드는 기판(21), 발광 영역들(LE1, LE2)을 포함하는 발광 구조체, 절연 반사층(31), 제1 전극 패드(35) 및 제2 전극 패드(33), 상부 연장부들(33a)을 포함한다. 또한, 상기 발광 다이오드는 투명전극층(29), 절연층(32), 연결부들(33b), 제1 하부 연장부(35a) 및 제2 하부 연장부들(35b)을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 발광 구조체는 제1 도전형 반도체층(23), 활성층(25), 및 제2 도전형 반도체층(27)을 포함한다.1 and 2A to 2C, the light emitting diode includes a substrate 21, a light emitting structure including light emitting regions LE1 and LE2, an insulating reflective layer 31, a first electrode pad 35, and a second electrode. An electrode pad 33 and upper extensions 33a. In addition, the light emitting diode may include a transparent electrode layer 29, an insulating layer 32, connection parts 33b, a first lower extension part 35a, and a second lower extension part 35b. Further, the light emitting structure includes a first conductive semiconductor layer 23, an active layer 25, and a second conductive semiconductor layer 27.

상기 기판(11)은 패터닝된 사파이어 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 도전형 반도체층(23)이 상기 기판(21) 상에 위치하고, 상기 1 도전형 반도체층(23) 상에 제2 도전형 반도체층(27)이 위치하고, 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층(25)이 개재된다. 상기 제1 도전형 반도체층(23), 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 질화갈륨 계열의 화합물 반도체 물질 즉, (Al, In, Ga)N으로 형성될 수 있다. 상기 활성층(25)은 요구되는 파장의 광, 예컨대 자외선 또는 청색광을 방출하도록 조성 원소 및 조성비가 결정된다.The substrate 11 may be a patterned sapphire substrate, but is not limited thereto. A first conductive semiconductor layer 23 is positioned on the substrate 21, a second conductive semiconductor layer 27 is positioned on the first conductive semiconductor layer 23, and the first conductive semiconductor layer is formed of a first conductive semiconductor layer 23. The active layer 25 is interposed between the two conductive semiconductor layers. The first conductive semiconductor layer 23, the active layer 25, and the second conductive semiconductor layer 27 may be formed of a gallium nitride-based compound semiconductor material, that is, (Al, In, Ga) N. The active layer 25 has a composition element and composition ratio determined so as to emit light of a desired wavelength, such as ultraviolet light or blue light.

상기 제1 도전형 반도체층(23)은 n형 질화물 반도체층일 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(27)은 p형 질화물 반도체층일 수 있으며, 그 반대일 수도 있다.The first conductivity-type semiconductor layer 23 may be an n-type nitride semiconductor layer, and the second conductivity-type semiconductor layer 27 may be a p-type nitride semiconductor layer or vice versa.

상기 제1 도전형 반도체층(23) 및/또는 제2 도전형 반도체층(27)은, 도시한 바와 같이, 단일층으로 형성될 수 있으나, 다층 구조로 형성될 수도 있다. 또한, 활성층(25)은 단일 양자웰 또는 다중 양자웰 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 기판(21)과 제1 도전형 반도체층(23) 사이에 버퍼층(도시하지 않음)이 개재될 수 있다. 상기 반도체층들(23, 25, 27)은 MOCVD 또는 MBE 기술을 사용하여 형성될 수 있다.The first conductive semiconductor layer 23 and / or the second conductive semiconductor layer 27 may be formed as a single layer, as shown, but may be formed in a multilayer structure. In addition, the active layer 25 may have a single quantum well or multiple quantum well structures. In addition, a buffer layer (not shown) may be interposed between the substrate 21 and the first conductivity-type semiconductor layer 23. The semiconductor layers 23, 25, 27 may be formed using MOCVD or MBE technology.

상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(23)은 적어도 두 개의 발광 영역들(LE1, LE2)을 정의하도록 분할될 수 있다. 이들 발광 영역들(LE1, LE2)은 대칭 구조를 갖도록 형성될 수 있으며, 이러한 분할 공정은 메사 식각 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 메사 식각 공정에 의해 상기 발광 구조체의 중앙을 가로지르는 영역의 제1 도전형 반도체층(23)이 노출되어 상기 제2 도전형 반도체층(27) 및 상기 활성층(25)이 두개의 영역들로 분할될 수 있다. 또한, 상기 메사 식각 공정에 의해 형성되는 발광 구조체의 측면들은 바람직하게 기판(21) 면에 대해 30~70도 범위 내의 경사각을 가질 수 있다.The second conductivity-type semiconductor layer 27 and the active layer 23 of the light emitting structure may be divided to define at least two light emitting regions LE1 and LE2. These emission regions LE1 and LE2 may be formed to have a symmetrical structure, and this division process may be performed by a mesa etching process. The first conductive semiconductor layer 23 in the region crossing the center of the light emitting structure is exposed by the mesa etching process so that the second conductive semiconductor layer 27 and the active layer 25 are divided into two regions. Can be divided. In addition, side surfaces of the light emitting structure formed by the mesa etching process may preferably have an inclination angle within the range of 30 to 70 degrees with respect to the surface of the substrate 21.

한편, 상기 제2 도전형 반도체층(27) 상에 투명 전극층(29)이 위치할 수 있다. 투명전극층(29)은, ITO 또는 Ni/Au로 형성될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층에 오믹콘택된다. 상기 투명 전극층(29) 상에 광 추출 요소들(LEE)의 패턴(LEE)이 위치한다. 예를 들어, 상기 광 추출 요소들은 대략 5㎛의 직경을 갖는 원 기둥 형상일 수 있으며, 이들 광 추출 요소들은 서로로부터 대략 30㎛ 이격될 수 있다. 광 추출 요소들은 활성층(25)에서 생성된 광이 투명 전극층(29) 측으로 진행할 때, 광을 산란 또는 반사시킴으로써 광의 방출을 도울 수 있다. 광추출 요소들의 패턴은 규칙적인 패턴일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 불규칙 패턴일 수 있다. The transparent electrode layer 29 may be positioned on the second conductive semiconductor layer 27. The transparent electrode layer 29 may be formed of ITO or Ni / Au and is ohmic contacted to the second conductivity type semiconductor layer. The pattern LEE of the light extraction elements LEE is positioned on the transparent electrode layer 29. For example, the light extraction elements may be circular columnar shapes having a diameter of approximately 5 μm, and these light extraction elements may be spaced approximately 30 μm from each other. The light extraction elements can assist in the emission of light by scattering or reflecting light as the light generated in the active layer 25 travels toward the transparent electrode layer 29. The pattern of the light extraction elements may be a regular pattern, but is not limited thereto and may be an irregular pattern.

절연 반사층(31)이 메사 식각 공정에 의해 노출된 제1 도전형 반도체층(23) 상에 위치한다. 상기 절연 반사층(31)은 발광 구조체의 일부 영역 상에 위치하며, 메사 식각에 의해 노출된 메사 측면의 일부를 덮는다. 절연 반사층(31)은 굴절률이 서로 다른 재료층들을 반복 적층한 후 사진 식각 공정을 사용하여 패터닝함으로써 형성할 수 있으며, 상기 굴절률이 서로 다른 층들은 예컨대, SiO2, Si3N4, TiO2 및 Nb2O5에서 선택될 수 있다.The insulating reflective layer 31 is positioned on the first conductive semiconductor layer 23 exposed by the mesa etching process. The insulating reflective layer 31 is positioned on a portion of the light emitting structure and covers a portion of the mesa side exposed by mesa etching. The insulating reflective layer 31 may be formed by repeatedly stacking material layers having different refractive indices and then patterning them using a photolithography process. The layers having different refractive indices may be, for example, SiO 2 , Si 3 N 4 , TiO 2, and the like. Nb 2 O 5 can be selected from.

상기 절연 반사층(31)은 발광 구조체 상에 투명 전극층(29)을 형성한 후 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 절연 반사층(31)을 먼저 형성한 후, 투명 전극층(29)을 형성할 수도 있다.The insulating reflective layer 31 may be formed after forming the transparent electrode layer 29 on the light emitting structure, but is not limited thereto. After forming the insulating reflective layer 31 first, the transparent electrode layer 29 may be formed. It may be.

한편, 절연층(32)이 상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층(27)(또는 상기 투명전극층(29))을 덮을 수 있다. 절연층(32)은 또한 메사 식각에 의해 노출된 제2 도전형 반도체층(29) 및 활성층(25)의 측면을 덮을 수 있다. 나아가, 상기 절연층(32)은 상기 발광 영역들(LE1, LE2) 상의 투명전극층(29)을 노출시키는 개구부들(32a)을 갖는다. 상기 개구부들(321a)에 의해 상기 투명전극층(29)(또는 제2 도전형 반도체층(27))이 노출된다. 상기 절연층(32)은 활성층(25)에서 생성된 광이 투과할 수 있는 투명한 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 SiO2로 형성될 수 있다.The insulating layer 32 may cover the second conductive semiconductor layer 27 (or the transparent electrode layer 29) of the light emitting structure. The insulating layer 32 may also cover side surfaces of the second conductive semiconductor layer 29 and the active layer 25 exposed by mesa etching. In addition, the insulating layer 32 has openings 32a exposing the transparent electrode layer 29 on the light emitting regions LE1 and LE2. The transparent electrode layer 29 (or the second conductivity type semiconductor layer 27) is exposed by the openings 321a. The insulating layer 32 is not particularly limited as long as it is a transparent material through which light generated by the active layer 25 can pass, and may be formed of, for example, SiO 2 .

상기 메사 식각되어 노출된 제1 도전형 반도체층 상에 제1 전극 패드(35) 및 제2 전극 패드(33)가 위치한다. 상기 제1 전극 패드(35)는 제1 도전형 반도체층(23)에 전기적으로 접속된다. 한편, 상기 제2 전극 패드(33)는 절연층(31)에 의해 제1 도전형 반도체층(23)으로부터 절연된다. 상기 제1 및 제2 전극 패드들(33, 35)은 와이어를 본딩하기 위한 본딩 패드들로서 와이어를 본딩할 수 있도록 상대적으로 넓은 면적을 갖는다. 상기 제1 전극 패드(35) 및 제2 전극 패드(33)는 제1 도전형 반도체층(23)의 노출된 영역 상에 한정되어 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 일부가 상기 제2 도전형 반도체층(27) 상부에 위치할 수도 있다.The first electrode pad 35 and the second electrode pad 33 are positioned on the mesa-etched first conductive semiconductor layer. The first electrode pad 35 is electrically connected to the first conductive semiconductor layer 23. The second electrode pad 33 is insulated from the first conductive semiconductor layer 23 by the insulating layer 31. The first and second electrode pads 33 and 35 have a relatively large area to bond the wire as bonding pads for bonding the wire. The first electrode pad 35 and the second electrode pad 33 may be located on the exposed region of the first conductive semiconductor layer 23, but are not limited thereto. It may be located above the second conductivity-type semiconductor layer 27.

상기 제2 전극 패드(33)와 상기 제1 도전형 반도체층(23) 사이에 상기 절연 반사층(31)이 위치하여 제1 도전형 반도체층(23)으로부터 제2 전극 패드(33)를 절연시킨다. 나아가, 상기 절연 반사층(31)은 메사 측면의 일부를 덮어 제2 전극 패드(33)가 메사 측면의 제2 도전형 반도체층(27) 또는 활성층(25)에 접하는 것을 방지한다.The insulating reflective layer 31 is positioned between the second electrode pad 33 and the first conductive semiconductor layer 23 to insulate the second electrode pad 33 from the first conductive semiconductor layer 23. . In addition, the insulating reflective layer 31 covers a part of the mesa side to prevent the second electrode pad 33 from contacting the second conductive semiconductor layer 27 or the active layer 25 on the mesa side.

한편, 상기 제2 도전형 반도체층(27)(또는 투명 전극층(29)) 상에 상부 연장부들(33a)이 위치한다. 상기 상부 연장부들(33a)은 각각 연결부들(33b)을 통해 제2 전극패드(33)에 연결될 수 있으며, 상기 상부 연장부들(33a)은 제2 도전형 반도체층(27)(또는 투명 전극층(29))에 전기적으로 접속된다. 상부 연장부들(33a)은 절연층(32)의 개구부들(32a)을 통해 투명 전극층(29)에 접속될 수 있다. 상부 연장부들(33a)은 제1 도전형 반도체층(27)에 전류를 고르게 분산시킬 수 있도록 배치된다. 한편, 상기 연결부들(33b)은 절연 반사층(31) 및/또는 절연층(32)에 의해 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(25)으로부터 이격된다.Meanwhile, upper extensions 33a are positioned on the second conductivity type semiconductor layer 27 (or transparent electrode layer 29). The upper extensions 33a may be connected to the second electrode pad 33 through the connecting portions 33b, respectively, and the upper extensions 33a may be the second conductive semiconductor layer 27 (or the transparent electrode layer). 29) is electrically connected. The upper extensions 33a may be connected to the transparent electrode layer 29 through the openings 32a of the insulating layer 32. The upper extensions 33a are disposed to evenly distribute the current in the first conductivity type semiconductor layer 27. Meanwhile, the connection parts 33b are spaced apart from the second conductive semiconductor layer 27 and the active layer 25 by the insulating reflective layer 31 and / or the insulating layer 32.

한편, 적어도 하나의 하부 연장부(35a)가 상기 제1 전극 패드(35)로부터 연장될 수 있다. 상기 하부 연장부(35a)는 제1 도전형 반도체층(23) 상에 위치하여 제1 도전형 반도체층(23)에 전기적으로 접속한다. 하부 연장부(35a)는 도시된 바와 같이, 분할된 발광 영역들 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 영역들의 바깥쪽에 위치할 수도 있다.Meanwhile, at least one lower extension part 35a may extend from the first electrode pad 35. The lower extension part 35a is positioned on the first conductivity type semiconductor layer 23 and electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer 23. As shown in the drawing, the lower extension part 35a may be located between the divided light emitting regions, but the present invention is not limited thereto and may be located outside the light emitting regions.

상기 전극 패드들(33, 35), 상부 연장부들(33a), 연결부들(33b) 및 하부 연장부(35a)는 동일한 금속 재료, 예컨대 Cr/Au로 동일 공정을 이용하여 함께 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상부 연장부들(33a)과 상기 제2 전극 패드(33)를 별개의 공정으로 형성할 수도 있으며, 서로 다른 재료로 형성할 수도 있다.The electrode pads 33 and 35, the upper extensions 33a, the connecting portions 33b, and the lower extensions 35a may be formed together using the same process using the same metal material, for example, Cr / Au. It is not limited to this. For example, the upper extensions 33a and the second electrode pad 33 may be formed by separate processes, or may be formed of different materials.

본 실시예에 있어서, 분할된 발광 영역들은 제1 전극 패드(35)와 제2 전극 패드(33)를 잇는 선, 예컨대 절취선 B-B에 대해 대칭구조를 갖는다. 상부 연장부들(33a) 또한 서로 대칭으로 배치되어 상기 발광 영역들은 동일한 발광 특성을 나타낼 수 있다. 따라서, 종래 두개의 발광 다이오드들을 병렬로 연결하여 사용하는 것에 비해 하나의 발광 다이오드 내에서 발광 영역을 두개로 분할하여 사용함으로써 발광 다이오드의 패키징 공정을 단순화할 수 있다. 더욱이, 발광 영역들을 분할함으로써 결함에 의해 전류가 집중되는 것을 완화할 수 있으며, 메사 식각에 의해 경사진 측면들을 형성함으로써 광 추출 효율을 증가시킬 수 있다.In the present embodiment, the divided light emitting regions have a symmetrical structure with respect to a line connecting the first electrode pad 35 and the second electrode pad 33, for example, the cutting line B-B. The upper extensions 33a may also be symmetrically disposed so that the emission regions may exhibit the same emission characteristics. Therefore, the packaging process of the light emitting diode can be simplified by dividing the light emitting region into two in one light emitting diode, compared to using two light emitting diodes connected in parallel. Furthermore, by dividing the light emitting regions, concentration of current by a defect can be alleviated, and light extraction efficiency can be increased by forming inclined sides by mesa etching.

본 실시예에 있어서, 제2 전극 패드(33)는 메사 식각되어 노출된 제1 도전형 반도체층(23) 상에 위치하고, 절연 반사층(31)이 이들 사이에 개재된다. 이러한 구조는 제2 전극 패드(33) 아래에서 광이 생성되는 것을 방지하고 제2 전극 패드(33)가 형성된 영역 이외의 영역에서 광이 생성되도록 함으로써 전류를 효율적으로 활용한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 메사 식각되어 노출된 제1 도전형 반도체층(23)을 더 제거하여 기판을 노출시킬 수 있으며, 기판(21) 상에 절연 반사층(31)을 형성하고, 그 위에 제2 전극 패드(33)를 배치할 수도 있다. 또한, 상기 제2 전극 패드(33)는 제2 도전형 반도체층(27) 또는 투명 전극층(29) 상에 절연 반사층(31)을 개재하여 배치될 수도 있다.In the present embodiment, the second electrode pad 33 is positioned on the first conductive semiconductor layer 23 exposed by mesa etching, and the insulating reflective layer 31 is interposed therebetween. This structure effectively utilizes current by preventing light from being generated under the second electrode pad 33 and allowing light to be generated in a region other than the region in which the second electrode pad 33 is formed. However, the present invention is not limited thereto. For example, the first conductive semiconductor layer 23 exposed by mesa etching may be further removed to expose the substrate, and the insulating reflective layer 31 is formed on the substrate 21, and the second electrode pad 33 is disposed thereon. ) Can also be placed. In addition, the second electrode pad 33 may be disposed on the second conductive semiconductor layer 27 or the transparent electrode layer 29 via the insulating reflective layer 31.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도로, 도 1의 절취선 C-C를 따라 취해진 도 2c의 단면도에 대응한다.3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention, and corresponds to the cross-sectional view of FIG. 2C taken along the cutting line C-C of FIG. 1.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 앞에서 설명한 발광 다이오드와 대체로 유사하므로 중복을 피하기 위해 차이점에 대해서 설명한다.Referring to FIG. 3, the light emitting diode according to the present embodiment is substantially similar to the light emitting diode described above, and thus the difference will be described in order to avoid duplication.

앞서, 도 1, 도 2a 내지 2c를 참조하여 설명한 발광 다이오드의 경우, 광 추출 요소들(LEE)의 패턴이 투명 전극층(29) 상에 위치한다. 이에 반해, 본 실시예에 따른 발광 다이오드의 경우, 광 추출 요소들(LEE)의 패턴이 절연층(32) 상에 위치한다. 상기 광 추출 요소들(LEE)은 절연층(32)의 상부 부분을 부분적으로 패터닝하여 형성할 수 있으며, 또는 절연층(32) 상에 다른 재료층을 형성한 후, 이를 패턴이하여 형성할 수 있다. 상기 광추출 요소들(LEE)은 예컨대 5㎛의 직경을 갖는 원 기둥 형상일 수 있으며, 이들 광 추출 요소들은 서로로부터 대략 30㎛ 이격될 수 있다. In the light emitting diodes described above with reference to FIGS. 1 and 2A through 2C, patterns of the light extraction elements LEE are positioned on the transparent electrode layer 29. In contrast, in the light emitting diode according to the present embodiment, the pattern of the light extraction elements LEE is positioned on the insulating layer 32. The light extraction elements LEE may be formed by partially patterning an upper portion of the insulating layer 32, or may be formed by forming a different material layer on the insulating layer 32 and then patterning the same. have. The light extraction elements LEE may be of circular columnar shape, for example having a diameter of 5 μm, and these light extraction elements may be spaced approximately 30 μm from each other.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.4 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.

도 1의 실시예에서, 제1 전극 패드(35) 및 제2 전극 패드(33)가 발광 다이오드의 장축 방향을 따라 배치되고, 발광 영역들이 발광 다이오드의 장축 방향을 따라 분할되는 것으로 도시되어 있으나, 본 실시예에 있어서는 전극패드들(53, 55)이 발광 다이오드의 단축 방향을 따라 배치되고, 발광 영역들이 발광 다이오드의 단축 방향을 따라 분할되어 있다. 또한, 분할된 발광 영역들은 대칭 구조를 가지며, 상부 연장부들(53a) 및 하부 연장부들(55a) 또한 대칭 구조로 배치되어 있다.In the embodiment of FIG. 1, the first electrode pad 35 and the second electrode pad 33 are disposed along the long axis direction of the light emitting diode, and the light emitting regions are divided along the long axis direction of the light emitting diode. In the present embodiment, the electrode pads 53 and 55 are disposed along the short axis direction of the light emitting diode, and the light emitting regions are divided along the short direction of the light emitting diode. In addition, the divided light emitting regions have a symmetrical structure, and the upper extensions 53a and the lower extensions 55a are also arranged in a symmetrical structure.

상기 제2 전극 패드(53) 아래에, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 절연 반사층(51)이 위치하고, 투명 전극층 또는 절연층(52) 상에 광 추출 요소들(LEE)의 패턴이 위치한다.Under the second electrode pad 53, as described with reference to FIG. 1, an insulating reflective layer 51 is positioned and a pattern of light extraction elements LEE is positioned on the transparent electrode layer or the insulating layer 52. .

여기서, 상기 상부 연장부들(55a)은 발광 다이오드의 바깥측으로 연장되어 발광 다이오드를 감싸는 형태로 배치되고, 또한, 발광 다이오드의 바깥쪽에서 내측으로 침입하는 연장부(53b)를 갖는다. 한편, 하부 연장부들(55a)은 발광 다이오드의 안쪽에서 바깥쪽으로 향해 연장하고 있다. 또한, 하부 연장부들(55a)은 각각 발광 영역들 내에서 상기 연장부(53b)를 감싸도록 두 갈래로 갈라질 수 있다.Here, the upper extensions 55a extend in the outer side of the light emitting diode to surround the light emitting diode, and also have an extension portion 53b penetrating inward from the outside of the light emitting diode. On the other hand, the lower extensions 55a extend from the inside to the outside of the light emitting diode. In addition, the lower extensions 55a may be bifurcated so as to surround the extension 53b in the light emitting regions, respectively.

상기 상부 연장부들(55a)과 상기 제2 전극 패드(53)는 연결부들(53b)에 의해 서로 연결된다.The upper extensions 55a and the second electrode pads 53 are connected to each other by connection parts 53b.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.5 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 도 4를 참조하여 설명한 발광 다이오드와 대체로 유사하나 하부 연장부들(65a) 및 상부 연장부들(63a)의 배치에 차이가 있다.Referring to FIG. 5, the light emitting diode according to the present embodiment is generally similar to the light emitting diode described with reference to FIG. 4, but there are differences in the arrangement of the lower extensions 65a and the upper extensions 63a.

즉, 하부 연장부들(65a)이 발광 다이오드의 바깥쪽으로 연장된 후 발광 영역의 내측으로 침입하고, 상부 연장부들(63a)은 각 발광 영역 상에 두개의 연장부들을 포함하고, 이들 두개의 연장부들이 상기 내측으로 침입한 하부 연장부(65a)를 감싸도록 배치된다.That is, the lower extensions 65a extend outwardly of the light emitting diodes and then enter the inside of the light emitting region, and the upper extensions 63a include two extensions on each light emitting region, and these two extensions It is arrange | positioned so as to surround the lower extension part 65a which penetrated in this inside.

앞에서 본 발명의 몇몇 실시예들에 대해 설명하지만, 전극 패드들 및 연장부들의 배치에 대해서 다양한 실시예들 및 변형이 가능하다. 또한, 앞서 두개의 발광 영역들로 분할된 발광 다이오드를 예로서 설명하였지만, 더 많은 수의 발광 영역들로 분할될 수 있다.While some embodiments of the invention have been described above, various embodiments and variations are possible with respect to the arrangement of electrode pads and extensions. In addition, although the light emitting diode divided into two light emitting regions has been described as an example, it may be divided into a larger number of light emitting regions.

Claims (17)

기판;
상기 기판 상에 위치하고, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체;
상기 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극 패드;
상기 기판 상부에 위치하는 제2 전극 패드;
상기 발광 구조체의 일부를 덮고, 상기 제2 전극 패드 아래에 위치하여 상기 제2 전극 패드를 상기 발광 구조체로부터 이격시키며, 상기 제2 전극 패드보다 넓은 면적을 갖고, 상기 발광 구조체로부터의 광을 반사시키는 절연 반사층;
상기 제2 전극 패드에 연결되어 상기 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 적어도 하나의 상부 연장부; 및
상기 제2 도전형 반도체층 상부에 위치하는 광 추출 요소들의 패턴을 포함하는 발광 다이오드.
Board;
A light emitting structure on the substrate, the light emitting structure comprising a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer;
A first electrode pad electrically connected to the first conductive semiconductor layer;
A second electrode pad positioned on the substrate;
Covering a portion of the light emitting structure and positioned below the second electrode pad to separate the second electrode pad from the light emitting structure, having a larger area than the second electrode pad, and reflecting light from the light emitting structure. Insulating reflective layer;
At least one upper extension connected to the second electrode pad and electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer; And
A light emitting diode comprising a pattern of light extraction elements located above the second conductivity type semiconductor layer.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 도전형 반도체층은 n형 질화물 반도체층이고, 상기 제2 도전형 반도체층은 p형 질화물 반도체층인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
The method according to claim 1,
Wherein the first conductive semiconductor layer is an n-type nitride semiconductor layer, and the second conductive semiconductor layer is a p-type nitride semiconductor layer.
청구항 2에 있어서,
상기 p형 질화물 반도체층 상에 위치하는 투명 전극층을 더 포함하고, 상기 상부 연장부는 상기 투명 전극층에 접속하는 발광 다이오드.
The method according to claim 2,
And a transparent electrode layer on the p-type nitride semiconductor layer, wherein the upper extension portion is connected to the transparent electrode layer.
청구항 3에 있어서,
상기 광추출 요소들의 패턴은 상기 투명 전극층 상에 형성된 발광 다이오드.
The method according to claim 3,
The pattern of light extraction elements is a light emitting diode formed on the transparent electrode layer.
청구항 3에 있어서,
상기 투명 전극층을 덮는 절연층을 더 포함하되,
상기 절연층은 상기 투명 전극층을 노출시키는 개구부를 갖고,
상기 상부 연장부는 상기 개구부를 통해 상기 투명 전극층에 접속하는 발광 다이오드.
The method according to claim 3,
Further comprising an insulating layer covering the transparent electrode layer,
The insulating layer has an opening that exposes the transparent electrode layer,
The upper extension portion is connected to the transparent electrode layer through the opening.
청구항 5에 있어서,
상기 개구부는 상기 제2 전극 패드로부터 떨어져 위치하는 발광 다이오드.
The method according to claim 5,
And the opening is positioned away from the second electrode pad.
청구항 5에 있어서,
상기 광추출 요소들의 패턴은 상기 절연층 상에 형성된 발광 다이오드.
The method according to claim 5,
The pattern of light extraction elements is a light emitting diode formed on the insulating layer.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 도전형 반도체층은 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층이 메사 식각되어 노출된 영역을 갖고,
상기 제2 전극 패드는 상기 제1 도전형 반도체층의 노출된 영역 상부에 위치하고,
상기 절연 반사층은 상기 제2 전극 패드와 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 위치하는 발광 다이오드.
The method according to claim 1,
The first conductive semiconductor layer has a region in which the second conductive semiconductor layer and the active layer are mesa-etched and exposed,
The second electrode pad is positioned above the exposed area of the first conductivity type semiconductor layer,
The insulating reflective layer is disposed between the second electrode pad and the first conductive semiconductor layer.
청구항 8에 있어서,
상기 절연 반사층은 상기 메사 식각에 의해 노출된 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 측면들 중 적어도 일부를 덮는 발광 다이오드.
The method according to claim 8,
The insulating reflective layer covers at least some of the side surfaces of the second conductive semiconductor layer and the active layer exposed by the mesa etching.
청구항 8에 있어서,
상기 상부 연장부와 상기 제2 전극 패드를 연결하는 연결부를 더 포함하되,
상기 연결부는 절연층에 의해 상기 제2 도전형 반도체층으로부터 이격되는 발광 다이오드.
The method according to claim 8,
Further comprising a connection connecting the upper extension and the second electrode pad,
The connection part is a light emitting diode spaced apart from the second conductive semiconductor layer by an insulating layer.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층은 적어도 두 개의 발광 영역들을 정의하도록 분할되고,
상기 적어도 두 개의 발광 영역들 상에 각각 상기 제2 전극 패드에 연결된 상부 연장부가 위치하는 발광 다이오드.
The method according to claim 1,
The second conductivity type semiconductor layer and the active layer are divided to define at least two light emitting regions,
And an upper extension connected to the second electrode pads on the at least two light emitting regions, respectively.
청구항 11에 있어서,
상기 적어도 두 개의 발광 영역들은 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드를 가로지르는 선에 대해 대칭 구조를 갖는 발광 다이오드.
The method of claim 11,
The at least two light emitting regions have a symmetrical structure with respect to a line crossing the first electrode pad and the second electrode pad.
청구항 11에 있어서,
상기 제1 전극 패드에 연결된 적어도 하나의 하부 연장부를 더 포함하되, 상기 하부 연장부 중 적어도 하나는 상기 적어도 두 개의 발광 영역들 사이에 위치하는 발광 다이오드.
The method of claim 11,
And at least one lower extension connected to the first electrode pad, wherein at least one of the lower extensions is positioned between the at least two light emitting regions.
청구항 11에 있어서,
상기 발광 영역들 내의 상기 제2 도전형 반도체층들 상에 각각 위치하는 투명 전극층들을 더 포함하고, 상기 제2 전극 패드에 연결된 상부 연장부들이 상기 투명 전극층들에 각각 접속하는 발광 다이오드.
The method of claim 11,
Further comprising transparent electrode layers respectively positioned on the second conductive semiconductor layers in the light emitting regions, wherein upper extensions connected to the second electrode pads are connected to the transparent electrode layers, respectively.
청구항 14에 있어서,
상기 광추출 요소들의 패턴은 상기 투명 전극층들 상에 각각 형성된 발광 다이오드.
The method according to claim 14,
The pattern of light extraction elements is a light emitting diode formed on the transparent electrode layers, respectively.
청구항 14에 있어서,
상기 투명 전극층들을 덮는 절연층을 더 포함하되,
상기 절연층은 상기 투명 전극층들을 노출시키는 개구부들을 갖고,
상기 상부 연장부들은 상기 개구부들을 통해 상기 투명 전극층들에 각각 접속하는 발광 다이오드.
The method according to claim 14,
Further comprising an insulating layer covering the transparent electrode layers,
The insulating layer has openings exposing the transparent electrode layers,
And the upper extensions are connected to the transparent electrode layers through the openings, respectively.
청구항 16에 있어서,
상기 광추출 패턴은 상기 절연층 상에 형성된 발광 다이오드.
18. The method of claim 16,
The light extraction pattern is a light emitting diode formed on the insulating layer.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09129921A (en) * 1995-10-27 1997-05-16 Showa Denko Kk Semiconductor light emitting element
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09129921A (en) * 1995-10-27 1997-05-16 Showa Denko Kk Semiconductor light emitting element
KR20100055545A (en) * 2003-05-13 2010-05-26 브리지럭스 인코포레이티드 High power alingan based multi-chip light emitting diode
JP2005019646A (en) 2003-06-25 2005-01-20 Nichia Chem Ind Ltd Semiconductor light emitting element and light emitting device using the same
KR20080002161A (en) * 2006-06-30 2008-01-04 서울옵토디바이스주식회사 Flip bonded light emitting diode having an extended metal reflective layer and a method of manufacturing the same

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