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KR101761385B1 - 발광 소자 - Google Patents

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KR101761385B1
KR101761385B1 KR1020100067114A KR20100067114A KR101761385B1 KR 101761385 B1 KR101761385 B1 KR 101761385B1 KR 1020100067114 A KR1020100067114 A KR 1020100067114A KR 20100067114 A KR20100067114 A KR 20100067114A KR 101761385 B1 KR101761385 B1 KR 101761385B1
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Abstract

실시 형태는 발광 소자에 관한 것이다.
일 실시 형태에 따른 발광 소자는, 도전성 기판; 및 상기 도전성 기판 상에 제1 도전층, 상기 제1 도전층 상에 제2 도전층, 상기 제2 도전층 상에 제2 반도체층, 상기 제2 반도체층 상에 활성층, 상기 활성층 상에 제1 반도체층, 절연층을 포함하는 발광 구조물;을 포함하고, 상기 제1 도전층은, 상기 제2 도전층, 상기 제2 반도체층 및 상기 활성층을 관통하고 상기 제1 반도체층의 일정 영역까지 돌출하여, 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결된 다수의 도전성 비아를 포함하고, 상기 절연층은, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이, 및 상기 다수의 도전성 비아 각각의 측벽에 배치되고, 상기 제1 반도체층의 상부면, 및 상기 제1 반도체층과 접촉하는 상기 다수의 도전성 비아의 상부면의 적어도 일부는 요철 구조를 갖고, 상기 도전성 비아의 측벽과 상기 절연층 사이에 배치되고 상기 도전성 비아를 구성하는 물질과 다른 물질로 구성된 반사층을 포함한다.

Description

발광 소자{LIGHT EMITTING DEVICE}
실시 형태는 발광 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내 외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
고출력 LED 시장이 확대됨에 따라, 기존의 LED 소자의 구조와 달리, 전극이 위쪽과 아래쪽에 형성된 구조를 갖는 수직형 LED 소자가 개발되고 있다. 수직형 LED 소자는 전류가 위에서 아래로 흐르므로, 전류 주입이 소자의 전 면적으로 고르게 분포하여 동작전압이 낮고, 활성 영역에서의 전류 균일도가 좋은 특성이 있다.
또한, 수직형 LED 소자는 고출력 어플리케이션(ex. 디스플레이, 내/외관 조명 모듈, 등기구 등)에 적용될 경우, 열 특성을 향상시키는 것과 그에 맞는 디자인 개발이 필요하다. 이러한 측면에서 수직형 LED는 열전도성이 떨어지는 사파이어 기판 제거, 금속 계열의 전극 삽입을 통한 열 저항 개선, 및 제품 수명시간 향상 등의 이점을 가지게 된다.
실시 형태는, 광 추출이 개선된 수직형 발광 소자를 제공함에 목적이 있다.
실시 형태는, 오믹 컨택(ohmic contact) 특성이 개선된 발광 소자를 제공함에 목적이 있다.
일 실시 형태에 따른 발광 소자는, 도전성 기판; 및 상기 도전성 기판 상에 제1 도전층, 상기 제1 도전층 상에 제2 도전층, 상기 제2 도전층 상에 제2 반도체층, 상기 제2 반도체층 상에 활성층, 상기 활성층 상에 제1 반도체층, 절연층을 포함하는 발광 구조물;을 포함하고, 상기 제1 도전층은, 상기 제2 도전층, 상기 제2 반도체층 및 상기 활성층을 관통하고 상기 제1 반도체층의 일정 영역까지 돌출하여, 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결된 하나 이상의 도전성 비아를 포함하고, 상기 절연층은, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이, 및 상기 도전성 비아의 측벽에 배치하고, 상기 제1 반도체층의 상부면, 및 상기 제1 반도체층과 접촉하는 상기 도전성 비아의 상부면의 적어도 일부는 요철 구조를 갖는다.
다른 실시 형태에 따른 발광 소자는 도전성 기판; 및 상기 도전성 기판 상에 제1 도전층, 상기 제1 도전층 상에 제2 도전층, 상기 제2 도전층 상에 제2 반도체층, 상기 제2 반도체층 상에 활성층, 상기 활성층 상에 제1 반도체층, 및 절연층을 포함하는 발광 구조물을 포함하고, 상기 제1 도전층은, 상기 제2 도전층, 상기 제2 반도체층 및 상기 활성층을 관통하고 상기 제1 반도체층의 일정 영역까지 돌출하여, 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결되도록 형성된 하나 이상의 도전성 비아를 포함하고, 상기 절연층은, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이, 및 상기 도전성 비아의 측벽에 위치하고, 상기 제1 반도체층의 상부에는 하나 이상의 에칭홀이 형성되고, 상기 제1 반도체의 상부면 및 상기 에칭홀의 저면의 적어도 일부는 요철 구조를 갖는다.
또 다른 실시 형태에 따른 발광 소자는 도전성 기판; 및 상기 도전성 기판 상에 제1 도전층, 상기 제1 도전층 상에 제2 도전층, 상기 제2 도전층 상에 제2 반도체층, 상기 제2 반도체층 상에 활성층, 상기 활성층 상에 제1 반도체층, 절연층을 포함하는 발광 구조물을 포함하고, 상기 제1 도전층은, 상기 제2 도전층, 상기 제2 반도체층 및 상기 활성층을 관통하고 상기 제1 반도체층의 일정 영역까지 돌출하여, 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결되도록 형성된 하나 이상의 도전성 비아를 포함하고, 상기 절연층은, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이, 및 상기 도전성 비아의 측벽 상에 배치하고, 상기 발광 구조물은, 상기 도전성 비아의 측벽과 상기 절연층 사이에 배치된 반사층을 포함한다.
실시 형태에 따르면, 광 추출이 개선된 수직형 발광 소자를 제공할 수 있다.
실시 형태에 따르면, 오믹 컨택(ohmic contact) 특성이 개선된 발광 소자를 제공할 수 있다.
도 1a는 제1 실시 형태에 따른 발광 소자의 상면을 나타낸 도면.
도 1b는 도 1에 도시된 a-a’선에 따른 발광 소자의 단면을 나타낸 도면.
도 1c는 도 1b에 도시된 B1 영역을 확대한 전자 현미경 사진.
도 1d는 도 1b에 도시된 AA’ 영역을 확대하여 나타낸 도면.
도 2a는 제2 실시 형태에 따른 발광 소자의 상면을 나타낸 도면.
도 2b는 도 2a에 도시된 a-a’선 및 b-b’선에 따른 발광 소자의 단면을 나타낸 도면.
도 3a는 제3 실시 형태에 따른 발광 소자의 상면을 나타낸 도면.
도 3b는 도 3a에 도시된 a-a’선 및 b-b’선에 따른 발광 소자의 단면을 나타낸 도면.
도 3c는 도 3b에 도시된 CC’ 영역을 확대하여 나타낸 도면.
도 4는 발광소자의 패키지를 개략적으로 나타낸 도면.
이하 실시 형태에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 단, 첨부된 도면은 실시 형태의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
[제1 실시 형태]
도 1a는 제1 실시 형태에 따른 발광 소자(100)의 상면을 나타낸 도면이다. 도 1b는 도 1에 도시된 a-a’선에 따른 발광 소자(100)의 단면을 나타낸 도면이다. 도 1c는 도 1b에 도시된 B1 영역을 확대한 전자 현미경 사진이다. 도 1d는 도 1b에 도시된 AA’ 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1a, 도 1b, 도 1d를 참조하면, 제1 실시 형태에 따른 발광 소자(100)는, 도전성 기판(110) 및 발광 구조물을 포함한다.
도전성 기판(110)은 Au, Ni, Al, Cu, W, Si, Se, 및 GaAs 중 하나 이상의 물질을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 도전성 기판(110)은 Si와 Al의 합금 형태의 물질로 이루어진 것일 수 있다.
발광 구조물은, 제1 도전층(120), 제2 도전층(130), 제1 반도체층(140), 제2 반도체층(150), 활성층(160), 절연층(170), 및 반사층(175)을 포함할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제1 도전층(120)은 n형 도전층으로, 제2 도전층(130)은 p형 도전층으로, 제1 반도체층(140)은 n형 반도체층으로, 제2 반도체층(150)은 p형 반도체층으로 가정하여 설명하도록 한다.
n형 도전층(120)은 도전성 기판(110) 상에 형성되며, 하나 이상의 도전성 비아(120a)을 포함할 수 있다. 이러한 n형 도전층(120)은 Al, Au, Pt, Ti, Cr, 및 W 중 하나 이상의 물질을 포함하여 형성된 것일 수 있다.
도전성 비아(120a)은 n형 도전층(120)으로부터 p형 도전층(130), p형 반도체층(150), 및 활성층(160)을 관통하고, n형 반도체층(140)의 일정 영역까지 돌출되도록 형성된 것일 수 있다. 이때, 도전성 비아(120a)의 상부면은 n형 반도체층(140)과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 도전성 기판(110)은 n형 도전층(120)의 도전성 비아(120a)을 통해 n형 반도체층(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이, n형 도전층(120)은 도전성 기판(110) 및 n형 반도체층(140)과 전기적으로 연결되므로, 도전성 기판(110) 및 n형 반도체층(140)과 접촉 저항이 최소화되는 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
도전성 비아(120a)의 상부면의 면적은 도전성 비아(120a)의 하부면의 면적보다 작다.
n형 반도체층(140)의 상부면(B1), 및 n형 반도체층(140)과 직접적으로 접촉하는 도전성 비아(120a)의 상부면(B2)의 적어도 일부는 각각 요철 표면(roughness surface) 구조를 가질 수 있다. 요철 표면의 주기는 마이크로 단위일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 요철 표면 구조는 도 1c에 도시된 바와 같이 V-shape의 형태를 가질 수 있다. 또한, 도전성 비아(120a)의 상부면(B2)이 요철 표면 구조를 갖도록 형성됨에 따라, 이와 접촉하는 n형 반도체층(140)의 저항 접촉(ohmic contact)면도 요철 표면 구조를 갖게 된다.
이와 같이 저항 접촉면과 도전성 비아(120a)의 상부면(B2)의 표면 요철 구조에 의한 표면적 증가에 따라 접촉 저항치가 감소될 수 있어, 발광 소자(100)의 오믹 컨택(ohmic contact) 특성이 개선될 수 있다.
또한, n형 반도체층(140)의 상부면(B1)과 도전성 비아(120a)의 상부면(B2)의 요철 표면 구조는, 표면의 요철이 광의 임계각을 변화시켜 보다 용이하게 광을 추출할 수 있도록 함으로써, 발광 소자(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
반사층(175)은 도전성 비아(120a)의 측면에 형성될 수 있다. 반사층(175)은 Ag, Al, Pt, Ni, Pt, Pd, Au, Ir, 및 투명 전도성 산화물 중 하나 이상의 물질을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 여기서, 투명 전도성 산화물로는 ITO 또는 GZO가 가능하다. 이러한 반사층(175)은 도전성 비아(120a)의 측면에 형성됨으로써, 도전성 비아(120a) 전극 측면에서의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
절연층(170)은 n형 도전층(120)이 도전성 기판(110) 및 n형 반도체층(140)을 제외한 다른 층과 전기적으로 절연되도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연층(170)은 n형 도전층(120)과 p형 도전층(170) 사이, 그리고 반사층(175) 상에 형성되어, n형 도전층(120)을 p형 도전층(170), p형 반도체층(150), 및 활성층(160)과 전기적으로 절연시킬 수 있다. 이러한 절연층(170)은, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiOxNy, SixNy), 금속 산화물(Al2O3) 및 플루오린화물(fluoride) 계열의 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성된 것일 수 있다.
p형 도전층(130)은 절연층(170) 상에 형성될 수 있다. 비아 전극 영역(B1)이 관통하는 일부 영역들에서는 p형 도전층(130)이 존재하지 않는다. 이러한 p형 도전층(130)은 Ag, Al, Pt, Ni, Pt, Pd, Au, Ir, 및 투명 전도성 산화물(ITO, GZO) 중 하나 이상의 물질을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 이는 p형 도전층(130)이 p형 반도체층(150)과 전기적으로 접촉하기 때문에, p형 반도체층(150)의 접촉 저항을 최소화하는 특성을 가지는 동시에, 활성층(160)에서 발생된 빛을 반사시켜 외부로 향하게 함으로써, 발광 효율을 높여줄 수 있다.
P형 도전층(130)은 p형 반도체층(150)과 접촉하는 계면 중 일부가 노출된 영역, 즉 노출 영역을 적어도 하나 이상 구비할 수 있다. 이러한 노출 영역 상에는 외부 전원을 p형 도전층(130)에 연결하기 위한 p형 전극 패드부(131a, 131b)가 형성될 수 있다. 이러한 노출 영역 상에는 p형 반도체층(150), 활성층(160), 및 n형 반도체층(140)이 형성되어 있지 않다. 또한, p형 전극 패드부(131a, 131b)는 발광 소자(100)의 모서리에 형성될 수 있어, 발광 소자(100)의 발광 면적을 최대화할 수도 있다.
한편, 외부로 노출된 활성층(160)은 발광 소자(100)의 작동 중에 전류 누설 경로로 작용할 수 있으므로, 발광 구조물의 측벽에 패시베이션층(180)을 형성함으로써 이러한 문제를 방지할 수 있다. 패시베이션층(180)은 발광 구조물 특히, 활성층(160)을 외부로부터 보호하고, 누설 전류가 흐르는 것을 억제하기 위한 것으로서, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiOxNy, SixNy), 금속 산화물(Al2O3) 및 플루오린화물(fluoride) 계열의 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성된 것일 수 있다.
p형 반도체층(150)은 p형 도전층(130)상에 형성되고, 활성층(160)은 p형 반도체층(150) 상에 형성되며, n형 반도체층(140)은 활성층(160) 상에 형성될 수 있다.
n형 반도체층(140)은 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
p형 반도체층(150)은 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
활성층(160)은 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 활성층(160)이 다중 양자 우물 구조(MQW)로 형성된 경우, 활성층(160)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.
활성층(160)은 n형 반도체층(140) 및 p형 반도체층(150)을 구성하는 물질에 따라 다른 물질을 선택하여 형성될 수 있다. 즉, 활성층(160)은 전자 및 전공의 재결합(recombination)에 따른 에너지를 빛으로 변환하여 방출하는 층이므로, n형 반도체층(140) 및 p형 반도체층(150)의 에너지 밴드 갭보다 적은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성된 것이 바람직하다.
[제2 실시 형태]
도 2a는 제2 실시 형태에 따른 발광 소자(200)의 상면을 나타낸 도면이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 a-a’선 및 b-b’선에 따른 발광 소자(200)의 단면을 나타낸 도면이다. 발광 소자(200)의 단면 구조에 대한 이해를 돕기 위해, 도 2b는 a-a’선에 따른 발광 소자(200)의 단면 구조뿐만 아니라, b-b’선에 따른 에칭홀(Bb1)의 단면 구조도 함께 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 제2 실시 형태에 따른 발광 소자(200)는, 도전성 기판(210) 및 발광 구조물을 포함한다.
도전성 기판(210)은 Au, Ni, Al, Cu, W, Si, Se, 및 GaAs 중 하나 이상의 물질을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 도전성 기판(210)은 Si와 Al의 합금 형태의 물질로 이루어진 것일 수 있다.
발광 구조물은, 제1 도전층(220), 제2 도전층(230), 제1 반도체층(240), 제2 반도체층(250), 활성층(260), 및 절연층(270)을 포함할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제1 도전층(220)은 n형 도전층으로, 제2 도전층(230)은 p형 도전층으로, 제1 반도체층(240)은 n형 반도체층으로, 제2 반도체층(250)은 p형 반도체층으로 가정하여 설명하도록 한다.
n형 도전층(220)은 도전성 기판(210) 상에 형성되며, 하나 이상의 도전성 비아(220a)을 포함할 수 있다. 이러한 n형 도전층(220)은 Al, Au, Pt, Ti, Cr, 및 W 중 하나 이상의 물질을 포함하여 형성된 것일 수 있다.
도전성 비아(220a)은 n형 도전층(220)으로부터 p형 도전층(230), p형 반도체층(250), 및 활성층(260)을 관통하고, n형 반도체층(240)의 일정 영역까지 돌출되도록 형성된 것일 수 있다. 이때, 도전성 비아(220a)의 상부면은 n형 반도체층(240)과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 도전성 기판(210)은 n형 도전층(220)을 통해 n형 반도체층(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이, n형 도전층(220)은 도전성 기판(210) 및 n형 반도체층(240)과 전기적으로 연결되므로, 도전성 기판(210) 및 n형 반도체층(240)과 접촉 저항이 최소화되는 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
절연층(270)은 n형 도전층(220)이 도전성 기판(210) 및 n형 반도체층(240)을 제외한 다른 층과 전기적으로 절연되도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연층(270)은 n형 도전층(220)과 p형 도전층(270) 사이, 그리고 도전성 비아(220a)의 측벽에 형성되어, n형 도전층(220)을 p형 도전층(270), p형 반도체층(250), 및 활성층(260)과 전기적으로 절연시킬 수 있다. 이러한 절연층(270)은, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiOxNy, SixNy), 금속 산화물(Al2O3) 및 플루오린화물(fluoride) 계열의 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성된 것일 수 있다.
p형 도전층(230)은 절연층(270) 상에 형성될 수 있다. 물론, 도전성 비아(220a)이 관통하는 일부 영역들에서는 p형 도전층(230)이 존재하지 않는다. 이러한 p형 도전층(230)은 Ag, Al, Pt, Ni, Pt, Pd, Au, Ir, 및 투명 전도성 산화물(ITO, GZO) 중 하나 이상의 물질을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 이는 p형 도전층(230)이 p형 반도체층(250)과 전기적으로 접촉하기 때문에, p형 반도체층(250)의 접촉 저항을 최소화하는 특성을 가지는 동시에, 활성층(260)에서 발생된 빛을 반사시켜 외부로 향하게 함으로써, 발광 효율을 높여줄 수 있다.
P형 도전층(230)은 p형 반도체층(250)과 접촉하는 계면 중 일부가 노출된 영역, 즉 노출 영역을 적어도 하나 이상 구비할 수 있다. 이러한 노출 영역 상에는 외부 전원을 p형 도전층(230)에 연결하기 위한 p형 전극 패드부(231a, 231b)가 형성될 수 있다. 이러한 노출 영역 상에는 p형 반도체층(250), 활성층(260), 및 n형 반도체층(240)이 형성되어 있지 않다. 또한, p형 전극 패드부(231a, 231b)는 발광 소자(200)의 모서리에 형성되어, 발광 소자(200)의 발광 면적을 최대화할 수 있다.
한편, 외부로 노출된 활성층(260)은 발광 소자(200)의 작동 중에 전류 누설 경로로 작용할 수 있으므로, 발광 구조물의 측벽에 패시베이션층(180)을 형성함으로써 이러한 문제를 방지할 수 있다. 패시베이션층(280)은 발광 구조물 특히, 활성층(260)을 외부로부터 보호하고, 누설 전류가 흐르는 것을 억제하기 위한 것으로서, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiOxNy, SixNy), 금속 산화물(Al2O3) 및 플루오린화물(fluoride) 계열의 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성된 것일 수 있다.
n형 반도체층(240)의 상부면(Ba1)의 적어도 일부는은 마이크로 단위의 요철 표면(roughness surface) 구조를 갖는다. 또한, n형 반도체층(240)의 상부의 적어도 일부에는 하나 이상의 에칭홀(Bb1)이 형성되어 있다. 이러한 에칭홀(Bb1)의 바닥면도 마이크로 단위의 요철 표면 구조를 갖는다. 또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 에칭홀(Bb1)은 도전성 비아 전극(BB’)과 전극 사이에 배치될 수 있다.
이와 같이, n형 반도체층(240) 상부면(Ba1) 및 에칭홀(Bb1) 저면(Bb1)의 요철 표면 구조와, 에칭홀(Bb1) 구조 자체는, 광의 임계각을 변화시켜 보다 용이하게 광을 추출할 수 있도록 함으로써, 발광 소자(200)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 에칭홀(Bb1)이 도전성 비아 전극(BB’)과 전극 사이에 균일하게 배열되어, 보다 균일하게 광을 방출할 수 있다.
p형 반도체층(250)은 p형 도전층(230)상에 형성되고, 활성층(260)은 p형 반도체층(250) 상에 형성되며, n형 반도체층(240)은 활성층(260) 상에 형성될 수 있다.
n형 반도체층(240)은 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
p형 반도체층(250)은 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
활성층(260)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW : Multi Quantum Well), 양자선 구조 및 양자점 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
활성층(260)은 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 활성층(260)이 다중 양자 우물 구조(MQW)로 형성된 경우, 활성층(260)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.
활성층(260)은 n형 반도체층(240) 및 p형 반도체층(250)을 구성하는 물질에 따라 다른 물질을 선택하여 형성될 수 있다. 즉, 활성층(260)은 전자 및 전공의 재결합(recombination)에 따른 에너지를 빛으로 변환하여 방출하는 층이므로, n형 반도체층(240) 및 p형 반도체층(250)의 에너지 밴드 갭보다 적은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성된 것이 바람직하다.
[제3 실시 형태]
도 3a는 제3 실시 형태에 따른 발광 소자(300)의 상면을 나타낸 도면이다. 도 3b는 도 3a에 도시된 a-a’선 및 b-b’선에 따른 발광 소자(300)의 단면을 나타낸 도면이다. 발광 소자(300)의 단면 구조에 대한 이해를 돕기 위해, 도 3b는 a-a’선에 따른 발광 소자(300)의 단면 구조뿐만 아니라, b-b’선에 따른 에칭홀(Bb2)의 단면 구조도 함께 나타낸 도면이다. 도 3c는 도 3b에 도시된 CC’ 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도전성 기판(310)은 Au, Ni, Al, Cu, W, Si, Se, 및 GaAs 중 하나 이상의 물질을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 도전성 기판(310)은 Si와 Al의 합금 형태의 물질로 이루어진 것일 수 있다.
발광 구조물은, 제1 도전층(320), 제2 도전층(330), 제1 반도체층(340), 제2 반도체층(350), 활성층(360), 절연층(370), 및 반사층(375)을 포함할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제1 도전층(320)은 n형 도전층으로, 제2 도전층(330)은 p형 도전층으로, 제1 반도체층(340)은 n형 반도체층으로, 제2 반도체층(350)은 p형 반도체층으로 가정하여 설명하도록 한다.
n형 도전층(320)은 도전성 기판(310) 상에 형성되며, 하나 이상의 도전성 비아(320a)을 포함할 수 있다. 이러한 n형 도전층(320)은 Al, Au, Pt, Ti, Cr, 및 W 중 하나 이상의 물질을 포함하여 형성된 것일 수 있다.
도전성 비아(320a)은 n형 도전층(320)으로부터 p형 도전층(330), p형 반도체층(350), 및 활성층(360)을 관통하고, n형 반도체층(340)의 일정 영역까지 돌출되도록 형성된 것일 수 있다. 이때, 도전성 비아(320a)의 상부면은 n형 반도체층(340)과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 도전성 기판(310)은 n형 도전층(320)을 통해 n형 반도체층(340)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이, n형 도전층(320)은 도전성 기판(310) 및 n형 반도체층(340)과 전기적으로 연결되므로, 도전성 기판(310) 및 n형 반도체층(340)과 접촉 저항이 최소화되는 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
n형 반도체층(340)과 직접적으로 접촉하는 도전성 비아(320a)의 상부면(B2)의 적어도 일부는 마이크로 단위의 요철 표면(roughness surface) 구조를 갖는다. 이러한 요철 표면 구조는 도 1c에 도시된 바와 같이 V-shape의 형태를 가질 수 있다. 또한, 도전성 비아(320a)의 상부면(B2)의 적어도 일부는 요철 표면 구조를 갖도록 형성됨에 따라, 이와 접촉하는 n형 반도체층(340)의 저항 접촉(ohmic contact)면도 요철 표면 구조를 갖게 된다.
이와 같이 저항 접촉면과 도전성 비아(320a)의 상부면(B2)의 표면 요철 구조에 의한 표면적 증가에 따라 접촉 저항치가 감소될 수 있어, 발광 소자(300)의 오믹 컨택(ohmic contact) 특성이 개선될 수 있다.
한편, n형 반도체층(340)의 상부면(Ba1)의 적어도 일부는 마이크로 단위의 요철 표면(roughness surface) 구조를 갖는다. 또한, n형 반도체층(340)의 상부에는 하나 이상의 에칭홀(Bb1)이 형성되어 있다. 이러한 에칭홀(Bb1)의 바닥면도 마이크로 단위의 요철 표면 구조를 갖는다. 또한, 도 3a에 도시된 바와 같이, 에칭홀(Bb1)은 도전성 비아 전극(CC’)과 전극 사이에 배치될 수 있다.
이와 같이, 반도체층(340) 상부면(Ba1), 에칭홀(Bb1) 저면, 및 도전성 비아(320a) 상부면(B2)의 요철 표면 구조와, 에칭홀(Bb1) 구조 자체는, 광의 임계각을 변화시켜 보다 용이하게 광을 추출할 수 있도록 함으로써, 발광 소자(300)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 에칭홀(Bb1)이 도전성 비아 전극(CC’)과 전극 사이에 균일하게 배열되어, 보다 균일하게 광을 방출할 수 있다.
반사층(375)은 도전성 비아(320a)의 측면에 형성될 수 있다. 반사층(375)은 Ag, Al, Pt, Ni, Pt, Pd, Au, Ir, 및 투명 전도성 산화물 중 하나 이상의 물질을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 여기서, 투명 전도성 산화물로는 ITO 또는 GZO가 가능하다. 이러한 반사층(375)은 도전성 비아(320a)의 측면에 형성됨으로써, 도전성 비아(320a) 전극 측면에서의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
절연층(370)은 n형 도전층(320)이 도전성 기판(310) 및 n형 반도체층(340)을 제외한 다른 층과 전기적으로 절연되도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연층(370)은 n형 도전층(320)과 p형 도전층(370) 사이, 그리고 반사층(375) 상에 형성되어, n형 도전층(320)을 p형 도전층(370), p형 반도체층(350), 및 활성층(360)과 전기적으로 절연시킬 수 있다. 이러한 절연층(370)은, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiOxNy, SixNy), 금속 산화물(Al2O3) 및 플루오린화물(fluoride) 계열의 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성된 것일 수 있다.
p형 도전층(330)은 절연층(370) 상에 형성될 수 있다. 물론, 비아 전극 영역(B1)이 관통하는 일부 영역들에서는 p형 도전층(330)이 존재하지 않는다. 이러한 p형 도전층(330)은 Ag, Al, Pt, Ni, Pt, Pd, Au, Ir, 및 투명 전도성 산화물(ITO, GZO) 중 하나 이상의 물질을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 이는 p형 도전층(330)이 p형 반도체층(350)과 전기적으로 접촉하기 때문에, p형 반도체층(350)의 접촉 저항을 최소화하는 특성을 가지는 동시에, 활성층(360)에서 발생된 빛을 반사시켜 외부로 향하게 함으로써, 발광 효율을 높여줄 수 있다.
P형 도전층(330)은 p형 반도체층(350)과 접촉하는 계면 중 일부가 노출된 영역, 즉 노출 영역을 적어도 하나 이상 구비할 수 있다. 이러한 노출 영역 상에는 외부 전원을 p형 도전층(330)에 연결하기 위한 p형 전극 패드부(131a, 131b)가 형성될 수 있다. 이러한 노출 영역 상에는 p형 반도체층(350), 활성층(360), 및 n형 반도체층(340)이 형성되어 있지 않다. 또한, 전극 패드부(131a, 131b)는 발광 소자(300)의 모서리에 형성되어 발광 소자(300)의 발광 면적을 최대화할 수 있다.
한편, 외부로 노출된 활성층(360)은 발광 소자(300)의 작동 중에 전류 누설 경로로 작용할 수 있으므로, 발광 구조물의 측벽에 패시베이션층(380)을 형성함으로써 이러한 문제를 방지할 수 있다. 패시베이션층(380)은 발광 구조물 특히, 활성층(360)을 외부로부터 보호하고, 누설 전류가 흐르는 것을 억제하기 위한 것으로서, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiOxNy, SixNy), 금속 산화물(Al2O3) 및 플루오린화물(fluoride) 계열의 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성된 것일 수 있다.
p형 반도체층(350)은 p형 도전층(330)상에 형성되고, 활성층(360)은 p형 반도체층(350) 상에 형성되며, n형 반도체층(340)은 활성층(360) 상에 형성될 수 있다.
활성층(360)은 n형 반도체층(340) 및 p형 반도체층(350)을 구성하는 물질에 따라 다른 물질을 선택하여 형성될 수 있다. 즉, 활성층(360)은 전자 및 전공의 재결합(recombination)에 따른 에너지를 빛으로 변환하여 방출하는 층이므로, n형 반도체층(340) 및 p형 반도체층(350)의 에너지 밴드 갭보다 적은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성된 것이 바람직하다.
실시 형태에 따르면, n 반도체층의 상부면, 에칭홀의 저면, 도전성 비아의 상부면의 요철 표면 구조와, 에칭홀의 의해 광자 산란(photon scattering)에 의한 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
또한, 도전성 비아의 측면에 형성된 반사층에 의해 광 추출 효율이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 오믹 접촉면과 도전성 비아의 상부면의 표면 요철 구조에 의한 표면적 증가에 따라, 오믹 컨택(ohmic contact) 특성이 더욱 향상될 수 있다.
[발광 소자 패키지]
이하, 도 4를 참조하여 일실시 형태에 따른 발광 소자 패키지에 관하여 설명한다. 도 4는 발광소자의 패키지(1000)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지(1000)는 패키지 몸체(1100), 제1 전극층(1110), 제2 전극층(1120), 발광 소자(1200) 및 충진재(1300)를 포함한다.
패키지 몸체(1100)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 발광 소자(1200)의 주위에 경사면이 형성되어 광추출 효율을 높일 수 있다.
제1 전극층(1110) 및 제2 전극층(1120)은 패키지 몸체(1100)에 설치된다. 제1 전극층(1100) 및 제2 전극층(1120)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광 소자(1200)에 전원을 제공한다. 또한, 제1 전극층(1110) 및 제2 전극층(1120)은 발광 소자(1200)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광 소자(1200)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
발광 소자(1200)는 제1 전극층(1100) 및 제2 전극층(1120)과 전기적으로 연결된다. 발광 소자(1200)는 패키지 몸체(1100) 상에 설치되거나 제1 전극층(1100) 또는 제2 전극층(1120) 상에 설치될 수 있다.
발광 소자(1200)는 제1 전극층(1110) 및 제2 전극층(1120)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.
충진재(1300)는 발광 소자(1200)를 포위하여 보호할 수 있도록 형성될 수 있다. 또한, 충진재(1300)에는 형광체(1310)가 포함되어 발광 소자(1200)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
발광 소자 패키지(1000)는 상기에 개시된 실시 형태들의 발광 소자 중 적어도 하나를 하나 또는 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 형태에 따른 발광 소자 패키지(1000)는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 발광 소자 패키지(1000)의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지(1000), 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다.
또 다른 실시 형태는 상술한 실시 형태들에 기재된 반도체 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 형태는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 200, 300: 발광 소자
110, 210, 310: 도전성 기판
120, 220, 320: 제1 도전층
130, 230, 330: 제2 도전층
140, 240, 340: 제1 반도체층
150, 250, 350: 제2 반도체층
160, 260, 360: 활성층
170, 270, 370: 절연층
180, 280, 380: 패시베이션층

Claims (15)

  1. 도전성 기판; 및
    상기 도전성 기판 상에 제1 도전층, 상기 제1 도전층 상에 제2 도전층, 상기 제2 도전층 상에 제2 반도체층, 상기 제2 반도체층 상에 활성층, 상기 활성층 상에 제1 반도체층, 절연층을 포함하는 발광 구조물;을 포함하고,
    상기 제1 도전층은, 상기 제2 도전층, 상기 제2 반도체층 및 상기 활성층을 관통하고 상기 제1 반도체층의 일정 영역까지 돌출하여, 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결된 다수의 도전성 비아를 포함하고,
    상기 절연층은, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이, 및 상기 다수의 도전성 비아 각각의 측벽에 배치되고,
    상기 제1 반도체층의 상부면, 및 상기 제1 반도체층과 접촉하는 상기 다수의 도전성 비아의 상부면의 적어도 일부는 요철 구조를 갖고,
    상기 도전성 비아의 측벽과 상기 절연층 사이에 배치되고 상기 도전성 비아를 구성하는 물질과 다른 물질로 구성된 반사층을 포함하는, 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체층의 상부에는 다수의 에칭홀이 형성되고,
    상기 에칭홀의 저면의 적어도 일부는 상기 요철 구조를 갖는, 발광 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에칭홀은 상기 다수의 도전성 비아 사이에 균일하게 배치된, 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사층은, Ag, Al, Pt, Ni, Pt, Pd, Au, Ir, 및 투명 전도성 산화물 중 하나 이상의 물질을 포함하고,
    상기 투명 전도성 산화물은, ITO 및 GZO 중 하나 이상을 포함하는, 발광 소자.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 비아의 상부면의 면적은 상기 도전성 비아의 하부면의 면적보다 작은, 발광 소자.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 도전층은 상기 제2 반도체층과 계면을 이루는 표면 중 일부가 노출된 영역을 하나 이상 구비하고,
    상기 제2 도전층의 노출된 영역 상에 형성된 전극 패드부를 더 포함하는, 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전극 패드부는 상기 발광 소자의 모서리 부분에 형성된, 발광 소자.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 구조물의 측벽에 형성된 패시베이션층을 더 포함하는, 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 절연층 및 상기 패시베이션층은 각각, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 산화물 및 플루오린화물(fluoride) 계열의 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성된, 발광 소자.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 기판은, Au, Ni, Al, Cu, W, Si, Se, 및 GaAs 중 하나 이상의 물질을 포함하는, 발광 소자.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 도전층은, Al, Au, Pt, Ti, Cr, 및 W 중 하나 이상의 물질을 포함하는, 발광 소자.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 도전층은 상기 활성층으로부터 발생한 빛을 반사시키는, 발광 소자.
  15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 도전층은, Ag, Al, Pt, Ni, Pd, Au, Ir, 및 투명 전도성 산화물 중 하나 이상의 물질을 포함하고,
    상기 투명 전도성 산화물은, ITO 및 GZO 중 하나를 포함하는, 발광 소자.
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Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101761385B1 (ko) * 2010-07-12 2017-08-04 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
TWI495156B (zh) * 2010-07-30 2015-08-01 Epistar Corp 半導體發光元件及其製造方法
DE102010045784B4 (de) * 2010-09-17 2022-01-20 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip
KR101827975B1 (ko) 2011-10-10 2018-03-29 엘지이노텍 주식회사 발광소자
US9419182B2 (en) * 2012-01-05 2016-08-16 Micron Technology, Inc. Solid-state radiation transducer devices having at least partially transparent buried-contact elements, and associated systems and methods
JP5953155B2 (ja) * 2012-02-24 2016-07-20 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
KR20130104612A (ko) * 2012-03-14 2013-09-25 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드 및 그것을 제조하는 방법
KR101414651B1 (ko) * 2012-05-14 2014-08-06 엘지전자 주식회사 질화물 반도체 발광 소자
KR101916144B1 (ko) * 2012-05-16 2018-11-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛
US9450152B2 (en) 2012-05-29 2016-09-20 Micron Technology, Inc. Solid state transducer dies having reflective features over contacts and associated systems and methods
KR101941033B1 (ko) * 2012-07-05 2019-01-22 엘지이노텍 주식회사 발광소자
JP6052962B2 (ja) * 2012-08-03 2016-12-27 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
DE102012108879B4 (de) * 2012-09-20 2024-03-28 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip mit mehreren nebeneinander angeordneten aktiven Bereichen
KR20140098564A (ko) * 2013-01-31 2014-08-08 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
KR102056618B1 (ko) * 2013-02-01 2019-12-17 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
US9640680B1 (en) * 2013-02-19 2017-05-02 Hrl Laboratories, Llc Wide-band transparent electrical contacts and interconnects for FPAS and a method of making the same
US9548415B1 (en) 2013-02-19 2017-01-17 Hrl Laboratories, Llc All-wavelength (VIS-LWIR) transparent electrical contacts and interconnects and methods of making them
JP6287317B2 (ja) * 2013-02-28 2018-03-07 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
JP6519673B2 (ja) * 2013-02-28 2019-05-29 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
KR20140116574A (ko) * 2013-03-25 2014-10-06 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 발광소자 및 이의 제조방법
DE102013103079A1 (de) * 2013-03-26 2014-10-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
WO2014158187A1 (en) * 2013-03-29 2014-10-02 Applied Materials, Inc. Substrate imprinted with a pattern for forming isolated device regions
JP6209387B2 (ja) * 2013-08-02 2017-10-04 株式会社小糸製作所 車両用灯具
KR102061563B1 (ko) * 2013-08-06 2020-01-02 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
TWI597863B (zh) * 2013-10-22 2017-09-01 晶元光電股份有限公司 發光元件及其製造方法
CN104681672B (zh) * 2013-12-03 2018-02-16 上海蓝光科技有限公司 一种发光二极管的制造方法
DE102014101896A1 (de) * 2014-02-14 2015-08-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils sowie optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102014102029A1 (de) * 2014-02-18 2015-08-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und Halbleiterbauelement
JP6302303B2 (ja) * 2014-03-17 2018-03-28 株式会社東芝 半導体発光素子
DE102014107123A1 (de) * 2014-05-20 2015-11-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips sowie optoelektronischer Halbleiterchip
KR20150139194A (ko) * 2014-06-03 2015-12-11 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드 및 그 제조 방법
KR102252477B1 (ko) * 2014-08-05 2021-05-17 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지
KR20160017849A (ko) * 2014-08-06 2016-02-17 서울바이오시스 주식회사 고출력 발광 장치 및 그 제조 방법
KR102323686B1 (ko) * 2014-10-21 2021-11-11 서울바이오시스 주식회사 발광 소자 및 그 제조 방법
KR102388284B1 (ko) * 2015-05-26 2022-04-19 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광소자
KR20160143983A (ko) * 2015-06-05 2016-12-15 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
KR102410788B1 (ko) * 2015-06-30 2022-06-21 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광 소자
DE102015111046B9 (de) * 2015-07-08 2022-09-22 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip
KR102554702B1 (ko) * 2015-08-25 2023-07-13 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지
KR102378952B1 (ko) * 2015-08-27 2022-03-25 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지
KR102412409B1 (ko) * 2015-10-26 2022-06-23 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
KR102463323B1 (ko) * 2015-11-03 2022-11-04 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광소자 및 발광소자 패키지
CN105470359B (zh) * 2015-12-31 2018-05-08 天津三安光电有限公司 具有内嵌式电极结构的高功率led结构及其制备方法
CN105789397A (zh) * 2016-04-07 2016-07-20 厦门乾照光电股份有限公司 一种正装GaN LED芯片及其制作方法
DE102016106831A1 (de) 2016-04-13 2017-10-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
CN105789421B (zh) * 2016-04-28 2018-01-26 厦门乾照光电股份有限公司 一种具有倒梯形圆台体的微米线发光二极管制作方法
KR102521625B1 (ko) * 2016-06-30 2023-04-13 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자
WO2017213455A1 (ko) * 2016-06-10 2017-12-14 엘지이노텍 주식회사 반도체 소자
KR102577859B1 (ko) * 2016-09-08 2023-09-14 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지
KR102510596B1 (ko) * 2016-06-20 2023-03-16 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자
JP7022997B2 (ja) * 2016-06-24 2022-02-21 スージョウ レキン セミコンダクター カンパニー リミテッド 半導体素子およびこれを含む半導体素子パッケージ
KR102568298B1 (ko) * 2016-07-20 2023-08-18 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자
KR102551894B1 (ko) * 2016-07-27 2023-07-06 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자
US9935051B2 (en) * 2016-08-18 2018-04-03 International Business Machines Corporation Multi-level metallization interconnect structure
KR102513082B1 (ko) 2017-12-19 2023-03-23 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
CN109524526B (zh) * 2018-11-19 2020-07-31 华中科技大学鄂州工业技术研究院 深紫外发光二极管芯片及其制备方法
US20220029057A1 (en) * 2021-07-12 2022-01-27 Nichia Corporation Light emitting element and method of manufacturing light emitting element

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030119218A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-26 Lg Electronics Inc. Light emitting device and manufacturing method thereof
US20090101923A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device, method of manufacturing the same, and semiconductor light emitting device package using the same
US20090159908A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Philips Lumileds Lighting Company Llc Semiconductor light emitting device with light extraction structures
JP2010507246A (ja) 2006-10-18 2010-03-04 フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー 半導体発光装置のための電気的コンタクト
JP2010074008A (ja) 2008-09-19 2010-04-02 Nichia Corp 半導体発光素子
US20100096652A1 (en) * 2008-10-22 2010-04-22 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6611002B2 (en) 2001-02-23 2003-08-26 Nitronex Corporation Gallium nitride material devices and methods including backside vias
US7563625B2 (en) * 2005-01-11 2009-07-21 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Method of making light-emitting diodes (LEDs) with improved light extraction by roughening
JP4777757B2 (ja) * 2005-12-01 2011-09-21 スタンレー電気株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
KR100816841B1 (ko) * 2006-08-14 2008-03-26 삼성전기주식회사 수직구조 질화갈륨계 발광다이오드 소자 및 그 제조방법
DE102007022947B4 (de) 2007-04-26 2022-05-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
JP2009194109A (ja) 2008-02-13 2009-08-27 Seiko Instruments Inc 半導体発光素子とその製造方法および照明装置
DE102008011848A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102008030584A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementes und optoelektronisches Bauelement
TWI422063B (zh) 2008-11-14 2014-01-01 Samsung Electronics Co Ltd 半導體發光裝置
KR101761385B1 (ko) * 2010-07-12 2017-08-04 엘지이노텍 주식회사 발광 소자

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030119218A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-26 Lg Electronics Inc. Light emitting device and manufacturing method thereof
JP2010507246A (ja) 2006-10-18 2010-03-04 フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー 半導体発光装置のための電気的コンタクト
US20090101923A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device, method of manufacturing the same, and semiconductor light emitting device package using the same
US20090159908A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Philips Lumileds Lighting Company Llc Semiconductor light emitting device with light extraction structures
JP2010074008A (ja) 2008-09-19 2010-04-02 Nichia Corp 半導体発光素子
US20100096652A1 (en) * 2008-10-22 2010-04-22 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device

Also Published As

Publication number Publication date
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US8643042B2 (en) 2014-02-04
CN102332512A (zh) 2012-01-25
KR20120006409A (ko) 2012-01-18
US9117986B2 (en) 2015-08-25

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