KR100981275B1 - 3족 질화물 반도체 발광소자 - Google Patents
3족 질화물 반도체 발광소자 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시는 제1 홈 및 제2 홈이 형성되어 있으며, 제1 면 및 제1 면과 마주하는 제2 면을 구비하는 기판; 기판의 제1 면 위에 형성되며, 제1 도전성을 지니는 제1 3족 질화물 반도체층과, 제1 3족 질화물 반도체층 위에 형성되고 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 지니는 제2 3족 질화물 반도체층과, 제1 및 제2 3족 질화물 반도체층 사이에 위치하여 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 구비하는 복수개의 3족 질화물 반도체층; 제1 홈 위에서 복수개의 3족 질화물 반도체층을 따라 형성되는 제1 개구부; 제2 홈 위에서 복수개의 3족 질화물 반도체층을 따라 형성되는 제2 개구부; 기판의 제2 면으로부터 제1 홈을 통해 제1 개구부에서 제1 3족 질화물 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 그리고, 기판의 제2 면으로부터 제2 홈 및 제2 개구부를 통해 제2 3족 질화물 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자에 관한 것이다.
3족 질화물, 반도체, 발광소자, LED, 발광 다이오드, 전극, 수직, 패키징
Description
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 3족 질화물 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 3족 질화물 반도체 발광소자의 전극구조에 관한 것이다. 여기서, 3족 질화물 반도체 발광소자는 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 화합물 반도체층을 포함하는 발광다이오드와 같은 발광소자를 의미하며, 추가적으로 SiC, SiN, SiCN, CN와 같은 다른 족(group)의 원소들로 이루어진 물질이나 이들 물질로 된 반도체층을 포함하는 것을 배제하는 것은 아니다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides backgound informaton related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 종래의 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 3족 질화물 반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에 성장되는 버퍼층(200), 버퍼층(200) 위에 성장되는 n형 질화물 반도체층(300), n형 질화물 반도체층(300) 위에 성장되는 활성층(400), 활성층(400) 위에 성장되는 p형 질화물 반도체 층(500), p형 질화물 반도체층(500) 위에 형성되는 p측 전극(600), p측 전극(600) 위에 형성되는 p측 본딩 패드(700), p형 질화물 반도체층(500)과 활성층(400)이 메사 식각되어 노출된 n형 질화물 반도체층(300) 위에 형성되는 n측 전극(800), 그리고 보호막(900)을 포함한다.
기판(100)은 동종기판으로 GaN계 기판이 이용되며, 이종기판으로 사파이어 기판, SiC 기판 또는 Si 기판 등이 이용되지만, 질화물 반도체층이 성장될 수 있는 기판이라면 어떠한 형태이어도 좋다. SiC 기판이 사용될 경우에 n측 전극(800)은 SiC 기판 측에 형성될 수 있다.
기판(100) 위에 성장되는 질화물 반도체층들은 주로 MOCVD(유기금속기상성장법)에 의해 성장된다.
버퍼층(200)은 이종기판(100)과 질화물 반도체 사이의 격자상수 및 열팽창계수의 차이를 극복하기 위한 것이며, 미국특허 제5,122,845호에는 사파이어 기판 위에 380℃에서 800℃의 온도에서 100Å에서 500Å의 두께를 가지는 AlN 버퍼층을 성장시키는 기술이 기재되어 있으며, 미국특허 제5,290,393호에는 사파이어 기판 위에 200℃에서 900℃의 온도에서 10Å에서 5000Å의 두께를 가지는 Al(x)Ga(1-x)N (0≤x<1) 버퍼층을 성장시키는 기술이 기재되어 있고, 국제공개공보 WO/05/053042호에는 600℃에서 990℃의 온도에서 SiC 버퍼층(씨앗층)을 성장시킨 다음 그 위에 In(x)Ga(1-x)N (0<x≤1) 층을 성장시키는 기술이 기재되어 있다. 바람직하게는 n형 질화물 반도체층(300)을 성장하기에 앞서, 버퍼층(200) 위에 도핑되지 않은 GaN층을 형성한다.
n형 질화물 반도체층(300)은 적어도 n측 전극(800)이 형성된 영역(n형 컨택층)이 불순물로 도핑되며, n형 컨택층은 바람직하게는 GaN로 이루어지고, Si으로 도핑된다. 미국특허 제5,733,796호에는 Si과 다른 소스 물질의 혼합비를 조절함으로써 원하는 도핑농도로 n형 컨택층을 도핑하는 기술이 기재되어 있다.
활성층(400)은 전자와 정공의 재결합을 통해 광자(빛)를 생성하는 층으로서, 주로 In(x)Ga(1-x)N (0<x≤1)로 이루어지고, 하나의 양자 우물층(single quantum well)이나 복수개의 양자 우물층(multi quantum wells)으로 구성된다.
p형 질화물 반도체층(500)은 Mg(마그네슘)과 같은 적절한 불순물을 이용해 도핑되며, 활성화(activation) 공정을 거쳐 p형 전도성을 가진다. 미국특허 제5,247,533호에는 전자빔 조사에 의해 p형 질화물 반도체층을 활성화시키는 기술이 기재되어 있으며, 미국특허 제5,306,662호에는 400℃ 이상의 온도에서 열처리(annealing)함으로써 p형 질화물 반도체층을 활성화시키는 기술이 기재되어 있고, 국제공개공보 WO/05/022655호에는 p형 질화물 반도체층 성장의 질소전구체로서 암모니아와 하이드라진계 소스 물질을 함께 사용함으로써 활성화 공정없이 p형 질화물 반도체층이 p형 전도성을 가지게 하는 기술이 기재되어 있다.
p측 전극(600)은 p형 질화물 반도체층(500) 전체로 전류가 잘 공급되도록 하기 위해 구비되는 것이며, 미국특허 제5,563,422호에는 p형 질화물 반도체층의 거의 전면에 걸쳐서 형성되며 p형 질화물 반도체층(500)과 오믹접촉하고 Ni과 Au로 이루어진 투광성 전극(light-transmitting electrode)에 관한 기술이 기재되어 있으며, 미국특허 제6,515,306호에는 p형 질화물 반도체층 위에 n형 초격자층을 형성 한 다음 그 위에 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 투광성 전극을 형성한 기술이 기재되어 있다.
한편, p측 전극(600)이 빛을 투과시키지 못하도록, 즉 빛을 기판 측으로 반사하도록 두꺼운 두께를 가지게 형성할 수 있는데, 이러한 기술을 플립칩(flip chip) 기술이라 한다. 미국특허 제6,194,743호에는 20nm 이상의 두께를 가지는 Ag 층, Ag 층을 덮는 확산 방지층, 그리고 확산 방지층을 덮는 Au와 Al으로 이루어진 본딩 층을 포함하는 전극 구조에 관한 기술이 기재되어 있다.
p측 본딩 패드(700)와 n측 전극(800)은 전류의 공급과 외부로의 와이어 본딩을 위한 것이며, 미국특허 제5,563,422호에는 n측 전극을 Ti과 Al으로 구성한 기술이 기재되어 있다.
보호막(900)은 이산화규소와 같은 물질로 형성되며, 생략될 수도 있다.
한편, n형 질화물 반도체층(300)이나 p형 질화물 반도체층(500)은 단일의 층이나 복수개의 층으로 구성될 수 있으며, 최근에는 레이저 또는 습식 식각을 통해 기판(100)을 질화물 반도체층들로부터 분리하여 수직형 발광소자를 제조하는 기술이 도입되고 있다.
도 2는 국제공개공보 WO/2008/026902호에 개시된 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 3족 질화물 반도체 발광소자는 기판(110), 버퍼층(210), n형 3족 질화물 반도체층(310), 활성층(410), p형 3족 질화물 반도체층(510), p측 전극(610), p측 본딩 패드(710), 제1 n측 전극(810a), 제2 n측 전극(810b), 그리고 개구부(910)를 포함한다. 기판(110)은 사파이어로 이루어지고, 홈(120)을 구비한다.
3족 질화물 반도체 발광소자는 개구부(910)가 홈(120) 위로 복수개의 3족 질화물 반도체층들(210,310,410,510)을 따라 형성되고, 제1 n측 전극(810a)은 개구부(910)를 통해 n형 3족 질화물 반도체층(310)에 형성되고, 제2 n측 전극(810b)은 홈(120)을 통해 n형 3족 질화물 반도체층(310)에 접촉되어 수직형 발광소자가 된다. 여기서, 제1 n측 전극(810a)은 제2 n측 전극(810b)과 n형 3족 질화물 반도체층(310)의 확실한 접촉을 위한 것으로, 생략될 수 있다.
한편 이러한 발광소자는 홈(120) 및 개구부(910)에 의해 관통되어 있어, 패키지를 만들 때, 발광소자의 하부로부터 상부로 에폭시 등의 물질이 올라갈 수 있는 문제점이 있다.
또한 이러한 발광소자는, 패키지를 만들 때, p측 본딩 패드(710)에 와이어 본딩을 하는 공정이 필요하다는 문제점과, 본딩된 와이어를 충분히 감싸서 보호해야 함에 따라 패키지 크기가 증가하는 문제점이 있다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present invention), 제1 홈 및 제2 홈이 형성되어 있으며, 제1 면 및 제1 면과 마주하는 제2 면을 구비하는 기판; 기판의 제1 면 위에 형성되며, 제1 도전성을 지니는 제1 3족 질화물 반도체층과, 제1 3족 질화물 반도체층 위에 형성되고 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 지니는 제2 3족 질화물 반도체층과, 제1 및 제2 3족 질화물 반도체층 사이에 위치하여 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 구비하는 복수개의 3족 질화물 반도체층; 제1 홈 위에서 복수개의 3족 질화물 반도체층을 따라 형성되는 제1 개구부; 제2 홈 위에서 복수개의 3족 질화물 반도체층을 따라 형성되는 제2 개구부; 기판의 제2 면으로부터 제1 홈을 통해 제1 개구부에서 제1 3족 질화물 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 그리고, 기판의 제2 면으로부터 제2 홈 및 제2 개구부를 통해 제2 3족 질화물 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자를 제 공한다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 3은 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 3족 질화물 반도체 발광소자는 기판(10), 버퍼층(20), n형 3족 질화물 반도체층(30), 활성층(40), p형 3족 질화물 반도체층(50), p측 전극(60), 제1 전극(82), 제2 전극(72), 제3 전극(80), 제4 전극(70), 제1 개구부(92), 제2 개구부(94), 그리고 보호막들(96,98)을 포함한다.
기판(10)은 사파이어로 이루어질 수 있으며, 제1 면(12) 및 제1 면(12)과 마주하는 제2 면(14)을 구비하고, 제1 홈(90a) 및 제2 홈(90b)이 형성된다.
버퍼층(20)은 기판(10)의 제1 면(12) 위에 에피성장 된다. n형 3족 질화물 반도체층(30)은 버퍼층(20) 위에 에피성장 되고, n형 도전성을 지닌다. 활성층(40)은 n형 3족 질화물 반도체층(30) 위에 에피성장 되고, 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성한다. p형 3족 질화물 반도체층(50)은 활성층(40) 위에 에피성장 되고, p형 도전성을 지닌다. p측 전극(60)은 p형 3족 질화물 반도체층(50) 위에 형성되고, p형 3족 질화물 반도체층(50)에 전류가 잘 공급되도록 한다.
제1 개구부(92)는 제1 홈(90a) 위에서 버퍼층(20), n형 3족 질화물 반도체층(30), 활성층(40), 그리고 p형 3족 질화물 반도체층(50)을 따라 형성되고, 제2 개구부(94)는 제1 홈(90b) 위에서 버퍼층(20), n형 3족 질화물 반도체층(30), 활성층(40), 그리고 p형 3족 질화물 반도체층(50)을 따라 형성된다. 제1 개구부(92)는 제3 전극(80)을 형성하기 위해, n형 3족 질화물 반도체층(30)이 스텝(32)을 구비하도록 형성된다.
보호막(96)은 제1 개구부(92) 및 p측 전극(60) 위에 형성되고, 외부로부터 발광소자를 보호하거나 전기적으로 절연시키기 위한 것이다. 보호막(98)은 제2 개구부(94) 측에 형성되고, 버퍼층(20), n형 3족 질화물 반도체층(30), 그리고 활성층(40)을 제4 전극(70)과 전기적으로 절연시키기 위한 것이다. 보호막(96)은 생략될 수 있다.
제3 전극(80)은 스텝(32) 측에 형성되고, n형 3족 질화물 반도체층(30)과 접촉되며, 제1 전극(82)을 도금을 통하여 형성할 때 씨앗의 역할을 한다.
제4 전극(70)은 제2 개구부 상부(94a)에서, p측 전극(60)과 접촉되도록 형성되며, 제2 전극(72)을 도금을 통하여 형성할 때 씨앗의 역할을 한다.
제1 전극(82)은 기판(10)의 제2 면(14)으로부터 제1 홈(90a)을 통해 제1 개구부(92)에서 제3 전극(80)과 연결된다. 이때, 제1 전극(82)은 발광소자의 하부에서 상부로 이물질이 올라가는 것을 막을 수 있도록 제1 홈(90a)에 형성된다. 한편, 제1 전극(82)은 기판(10)의 제2 면(14) 측으로 돌출되어, 패키지를 만들 때 사용되는 기판(10)에, 발광소자를 별도의 와이어 본딩 없이 장착할 수 있다.
제2 전극(72)은 기판(10)의 제2 면(14)으로부터 제2 홈(90b) 및 제2 개구부(94)를 통해 제4 전극(70)과 연결된다. 이때, 제2 전극(72)은 발광소자의 하부에서 상부로 이물질이 올라가는 것을 막을 수 있도록 제2 홈(90b)에 형성된다. 한편, 제2 전극(72)은 기판(10)의 제2 면(14) 측으로 돌출되어, 패키지를 만들 때 사용되는 기판(10)에, 발광소자를 별도의 와이어 본딩 없이 장착할 수 있다.
이하에서는, 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 설명한다.
먼저, 홈들(90a,90b)을 레이저를 이용하여 기판(10)의 제1 면(12)에 형성한다. 레이저는 355nm 파장 영역을 이용하여, 초점이 잡힌 상태에서 수 ㎛에서 수백 ㎛ 사이의 직경을 가지는 원형, 타원형 또는 여러 형태의 다각형 모양의 홈들(90a,90b)을 형성할 수 있다. 또한 홈들(90a,90b)의 깊이는 레이저의 에너지 등에 의해 수 ㎛에서 수백 ㎛까지 조절할 수 있으며, 기판(10)을 제2 면(14)측으로부터 연마함으로써 기판(10)을 관통한다.
다음으로, 버퍼층(20), n형 3족 질화물 반도체층(30), 활성층(40), p형 3족 질화물 반도체층(50)은 성장조건(성장온도, 성장속도 및 성장압력 등)을 조절하여 수평방향 성장이 일어나지 않도록 기판(10)의 제1 면(12) 위에 에피성장 한다. 이와 같이 수평방향 성장이 일어나지 않는 성장조건에서 홈들(90a,90b) 위로 개구부들(92,94)이 형성된다. 예를 들어, n형 3족 질화물 반도체층(30)을, 트리메탈갈륨(TMGa), 암모니아(NH3) 및 SiH4을 각각 365sccm, 11slm. 8.5slm로 공급하여, 성장 온도 1050℃, 도핑 농도 3x1018/cm3, 압력 300~500torr정도일 경우, 4㎛ 정도의 GaN층을 성장시킴으로써 개구부들(92,94)을 형성할 수 있다(이때, 직경 30㎛의 원형 홈들(90a,90b)이 이용됨).
다음으로, p측 전극(60)을 p형 3족 질화물 반도체층(50) 위에 형성한 후, n형 3족 질화물 반도체층(30)을 노출시킨다. 이 과정에서 스텝(32)이 형성된다. n형 3족 질화물 반도체층(30)을 노출시키는 방법은 건식식각법 또는 습식식각법을 이용하거나, 양자를 병행할 수 있다. 이에 따라, 제3 전극(80)을, n형 3족 질화물 반도체층(30)과 연결시키기 위해, 스텝(32) 위에 형성할 수 있게 된다. 한편 스텝(32)은 n형 3족 질화물 반도체층(30)과, 제1 전극(82) 또는 제3 전극(80)의 접촉면적을 넓게 하여 전류의 공급이 잘 이루어질 수 있다. p측 전극(60)은 n형 3족 질화물 반도체층(30)을 노출시키는 식각 후 형성될 수도 있다.
다음으로, 보호막(98)을 제2 개구부(94)에 형성한다. 여기서, 보호막(98)은 Photo-resist, SiOx, SiNx, BCB, Polyimide 등을 이용하여 형성할 수 있다. 이 과정에서 보호막(96)이 동시에 형성될 수도 있고, 생략되어도 좋다.
다음으로, 제3 전극(80)과 제4 전극(70)을 형성한다. 제3 전극(80)과 제4 전극(70)의 형성은 스퍼터링(Sputtering), 전자빔 증착(E-beam Evaporation), 열증착 등의 방법을 이용하여 이루어질 수 있다. 제3 전극(80)과 제4 전극(70)은 니켈, 금, 은, 크롬, 티타늄, 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 알루미늄, 주석, 인듐, 탄탈륨, 구리, 코발트, 철, 루테늄, 지르코늄, 텅스텐, 몰리브덴으로 이루어진 군으로 부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
이 과정에서 제4 전극(70)은, 제2 개구부(94)가 경사지도록 형성됨에 따라, 제2 개구부 상부(94a) 뿐만 아니라 경사진 제2 개구부(94) 측에도 형성될 수 있다. 이때, 제4 전극(70)은 제2 전극(72)이 도금을 통해 형성되는 과정에서 제4 전극(70)을 씨앗으로 하여 제2 개구부 상부(94a)에서부터 기판(10)의 제2 면(14)을 향하여, 도금이 경사진 제2 개구부(94)측에 형성된 제4 전극(70)에서 먼저 진행되어 제2 전극(72)이 중간에 단절되지 않고, 연속적으로 형성되어 갈 수 있도록 제2 개구부 상부(94a)에 형성된다. 제3 전극(80)도, 제1 전극(82)이 도금을 통해 형성되는 과정에서 제3 전극(80)을 씨앗으로 하여, 제1 개구부(92)의 스텝(32)측 에서 부터 기판(10)의 제2 면(14)을 향하여 연속적으로 형성되어 갈 수 있도록 스텝(32) 측에 형성된다.
다음으로, 기판(10)의 제2 면(14)을 연마한다. 기판(10)의 연마는 적어도 홈들(90)이 형성된 곳까지 연마하여, 기판(10)의 제1 면(12)으로부터 형성된 홈들(90)이 외부로 노출되도록 한다. 기판(10)의 연마는 홈들(90)이 기판(10)의 제1 면(12)과 제2 면(14)을 관통하는 경우 생략될 수 있다.
다음으로, 제1 전극(82)과 제2 전극(72)을 도금을 통해 형성한다. 도금은 전기도금법(Plating)으로 이루어질 수 있다. 전기도금법은 도금할 물체를 (-)극에 연결하고, 도금재료를 (+)극에 연결한다. 이때 도금재료는 금, 은, 구리, 알루미늄 등 전기 전도성이 좋은 금속 이온을 포함하는 용액을 이용한다. 전기 전도성이 좋은 금속 이온을 포함하는 용액에 전류를 흘려주면 (-)극에서는 환원 반응이 일어나 고, (+)극에서는 산화반응이 일어난다. 이때, 제1 전극(82) 및 제2 전극(72)은 (-)극에 연결된 도금할 물체에 환원 반응으로 인하여 용액에 포함되어 있는 금속 이온으로부터 형성된다. 전기도금을 하기 전에, 도금을 원하지 않는 부위에 도금이 되는 것을 방지하기 위하여 보호막을 입히는 것이 바람직한데, 보호막으로 블루테잎(Blue tape) 등을 사용할 수 있다.
도 4는 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 전자현미경 사진의 일 예를 나타내는 도면으로서, 발광소자의 측단면을 보여줌으로써 제1 전극(82: 도 3에서 도시)이 형성된 모습을 나타낸다. 이하에서, 전기도금의 일 예를 개시한다.
도금할 물질로 구리를 선택하여 전기도금을 진행하였다. 도금 방법은, 도금하고자 하는 발광소자를 (-)극에 연결하고, (+)극에 백금 혹은 함인동(P:0.04~0.06%) 금속을 사용하였다. 이때, 사용되는 전해질 액은 황산 기반의 산성액을 사용하는데, 널리 구할 수 있는 도금액을 사용하거나 직접 제조하여 사용할 수도 있다.
도금시 온도는 20℃를 유지하였다. 30℃를 넘는 경우 도금 표면이 거칠어지는 경향과 도금의 부착성이 나빠질 수 있고, 블루테잎의 접착성이 약해지는 일이 발생할 수 있다.
전류는 150mA가 유지되도록 조절하였다. 이보다 높은 전류를 인가할 경우, 균일한 도금이 어려울 수 있다. 또한, 도금액은 계속 흐르는 상태를 유지하며, 발광소자는 원 형태를 그리며 움직이도록 하여 도금이 원활히 이루어지도록 하였다.
이러한 방법으로 전기도금에 걸리는 시간은 약95분 정도였다.
도 5는 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자 사진의 다른 예를 나타내는 도면으로서, 발광소자의 기판(10: 도 3에서 도시)의 제2 면(14: 도 3에서 도시)측을 보여줌으로써 전극들이 기판 외부로 돌출된 모습을 나타낸다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 제1 개구부에 위치하며, 제1 전극을 제1 3족 질화물 반도체층을 제외한 복수개의 3족 질화물 반도체층과 전기적으로 절연시키는 보호막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
(2) 제2 개구부에 위치하며, 제2 전극을 제2 3족 질화물 반도체층을 제외한 복수개의 3족 질화물 반도체층과 전기적으로 절연시키는 보호막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
(3) 제1 개구부에서, 제1 3족 질화물 반도체층과 제1 전극 사이에 위치하여 n형 3족 질화물 반도체층 및 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제3 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
(4) 제2 3족 질화물 반도체층과 제2 전극 사이에 위치하여 제2 3족 질화물 반도체층 및 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제4 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
(5) 제1 개구부 및 제2 개구부가 복수개의 3족 질화물 반도체층의 성장시 제1 홈 및 제2 홈에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
(6) 기판이 사파이어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
(7) 복수개의 3족 질화물 반도체층이 기판의 제1 면 위에 에피성장되는 버퍼층과, 버퍼층 위에 에피성장되는 n형 3족 질화물 반도체층과, n형 3족 질화물 반도체층 위에 에피성장되는 p형 3족 질화물 반도체층과, n형 및 p형 3족 질화물 반도체층 사이에 위치하여, 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 구비하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
(8) 발광소자가 p형 3족 질화물 반도체층 위에 형성되는 p측 전극; p형 3족 질화물 반도체층 및 활성층이 식각되어 노출되는 n형 3족 질화물 반도체층 위에 형성되는 제3 전극; 그리고, p측 전극과 전기적으로 연결되는 제4 전극;을 포함하고, 제1 전극이 기판의 제2 면으로부터 제1 홈을 통해 제1 개구부에서 제3 전극과 전기적으로 연결되고, 제2 전극이 기판의 제2 면으로부터 제2 홈 및 제2 개구부를 통해 제4 전극과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
(9) 제2 개구부에 형성되고, 제4 전극과 p측 3족 질화물 반도체층을 제외한 복수개의 3족 질화물 반도체층을 전기적으로 절연시키는 보호막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
(10) 제1 전극 및 제2 전극이 홈을 채우도록 형성되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
(11) 제1 전극 및 제2 전극이 기판의 제2 면에서 돌출되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
본 개시에 따른 하나의 3족 질화물 반도체 발광소자에 의하면, 도금을 이용한 전극을 구비한 3족 질화물 반도체 발광소자를 제공할 수 있게 된다.
또한 본 개시에 따른 다른 3족 질화물 반도체 발광소자에 의하면, 패키지를 만들 때, 장착이 용이한 3족 질화물 반도체 발광소자를 제공할 수 있게 된다.
또한 본 개시에 따른 또 다른 3족 질화물 반도체 발광소자에 의하면, 작은 크기의 패키지를 만들 수 있는 3족 질화물 반도체 발광소자를 제공할 수 있게 된다.
또한 본 개시에 따른 또 다른 3족 질화물 반도체 발광소자에 의하면, 발광소자의 하부로부터 상부로 이물질이 올라가는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 국제공개공보 WO/2008/026902호에 개시된 3족 질화물 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,
도 3은 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 전자현미경 사진의 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자 사진의 다른 예를 나타내는 도면.
Claims (12)
- 제1 홈 및 제2 홈이 형성되어 있으며, 제1 면 및 제1 면과 마주하는 제2 면을 구비하는 기판;기판의 제1 면 위에 형성되며, 제1 도전성을 지니는 제1 3족 질화물 반도체층과, 제1 3족 질화물 반도체층 위에 형성되고 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 지니는 제2 3족 질화물 반도체층과, 제1 및 제2 3족 질화물 반도체층 사이에 위치하여 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 구비하는 복수개의 3족 질화물 반도체층;제1 홈 위에서 복수개의 3족 질화물 반도체층을 따라 형성되는 제1 개구부;제2 홈 위에서 복수개의 3족 질화물 반도체층을 따라 형성되는 제2 개구부;기판의 제2 면으로부터 제1 홈을 통해 제1 개구부에서 제1 3족 질화물 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 그리고,기판의 제2 면으로부터 제2 홈 및 제2 개구부를 통해 제2 3족 질화물 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
- 청구항 1에서,제1 개구부에 위치하며, 제1 전극을 제1 3족 질화물 반도체층을 제외한 복수개의 3족 질화물 반도체층과 전기적으로 절연시키는 보호막;을 포함하는 것을 특징 으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
- 청구항 1에서,제2 개구부에 위치하며, 제2 전극을 제2 3족 질화물 반도체층을 제외한 복수개의 3족 질화물 반도체층과 전기적으로 절연시키는 보호막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
- 청구항 1에서,제1 개구부에서, 제1 3족 질화물 반도체층과 제1 전극 사이에 위치하여 n형 3족 질화물 반도체층 및 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제3 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
- 청구항 1에서,제2 3족 질화물 반도체층과 제2 전극 사이에 위치하여 제2 3족 질화물 반도체층 및 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제4 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
- 청구항 1에서,제1 개구부 및 제2 개구부는 복수개의 3족 질화물 반도체층의 성장시 제1 홈 및 제2 홈에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
- 청구항 1에서,기판은, 사파이어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
- 청구항 1에서,복수개의 3족 질화물 반도체층은, 기판의 제1 면 위에 에피성장되는 버퍼층과, 버퍼층 위에 에피성장되는 n형 3족 질화물 반도체층과, n형 3족 질화물 반도체층 위에 에피성장되는 p형 3족 질화물 반도체층과, n형 및 p형 3족 질화물 반도체층 사이에 위치하여, 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 구비하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
- 청구항 8에서,발광소자는, p형 3족 질화물 반도체층 위에 형성되는 p측 전극;p형 3족 질화물 반도체층 및 활성층이 식각되어 노출되는 n형 3족 질화물 반도체층 위에 형성되는 제3 전극; 그리고,p측 전극과 전기적으로 연결되는 제4 전극;을 포함하고,제1 전극은, 기판의 제2 면으로부터 제1 홈을 통해 제1 개구부에서 제3 전극과 전기적으로 연결되고,제2 전극은, 기판의 제2 면으로부터 제2 홈 및 제2 개구부를 통해 제4 전극 과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
- 청구항 9에서,제2 개구부에 형성되고, 제4 전극과 p측 3족 질화물 반도체층을 제외한 복수개의 3족 질화물 반도체층을 전기적으로 절연시키는 보호막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
- 청구항 8에서,제1 전극 및 제2 전극은, 홈을 채우도록 형성되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
- 청구항 8에서,제1 전극 및 제2 전극은, 기판의 제2 면에서 돌출되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자.
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