KR102501191B1 - light emitting device - Google Patents
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Abstract
실시 예는 전극 패드와 핑거의 분리를 방지하여 신뢰성이 향상된 발광 소자에 관한 것으로, 기판; 상기 기판 상에 배치되며, 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제 2 반도체층과 상기 활성층이 제거되어 노출된 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 접속되는 제 1 전극; 및 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접속되며, 전극 패드 및 핑거를 포함하는 제 2 전극을 포함하며, 상기 핑거는 상기 전극 패드에서 멀어질수록 폭이 점점 좁아지도록 상기 전극 패드에서 연장되는 제 1 영역과 상기 제 1 영역에서 연장되며 폭이 일정한 제 2 영역을 포함한다.The embodiment relates to a light emitting device having improved reliability by preventing separation of an electrode pad and a finger, comprising: a substrate; a light emitting structure disposed on the substrate and including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer; a first electrode electrically connected to the first semiconductor layer exposed by removing the second semiconductor layer and the active layer; and a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer and including an electrode pad and a finger, wherein the finger extends from the electrode pad so that the width gradually narrows as the distance from the electrode pad increases. and a second area extending from the first area and having a constant width.
Description
본 발명 실시 예는 신뢰성이 향상된 발광 소자에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a light emitting device having improved reliability.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다. A light emitting diode (LED) is one of light emitting devices that emits light when a current is applied thereto. A light emitting diode can emit light with high efficiency at a low voltage, and thus has an excellent energy saving effect. Recently, the luminance problem of light emitting diodes has been greatly improved, and they are applied to various devices such as backlight units of liquid crystal display devices, electronic signboards, displays, and home appliances.
발광 다이오드는 기판 상에 구비된 N형 반도체층, 활성층, 및 P형 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 포함하며, 발광 구조물과 접속되는 N형 전극과 P형 전극을 포함한다. 상기와 같은 발광 다이오드는 렌즈를 통해 광이 방출될 수 있다.A light emitting diode includes a light emitting structure including an N type semiconductor layer, an active layer, and a P type semiconductor layer provided on a substrate, and includes an N type electrode and a P type electrode connected to the light emitting structure. The light emitting diode as described above may emit light through a lens.
일반적으로, 발광 소자는 기판상에 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물이 배치되고, 제 1, 제 2 전극이 각각 제 1 반도체층 및 제 2 반도체층과 전기적으로 연결된다. 그리고, 제 1, 제 2 전극은 와이어를 이용하여 리드 프레임 등에 연결될 수 있다.In general, in a light emitting device, a light emitting structure including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer is disposed on a substrate, and first and second electrodes are electrically connected to the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, respectively. do. Also, the first and second electrodes may be connected to a lead frame or the like using a wire.
이 때, 반도체층으로 캐리어의 용이한 주입을 위해, 제 1, 제 2 전극은 전극 패드 및 전극 패드에서 연장된 핑거(finger)를 포함할 수 있다. 그런데, 일반적으로 핑거는 폭이 매우 좁아, 전극과 와이어를 본딩할 때, 전극 패드와 핑거가 분리될 수 있다.In this case, for easy injection of carriers into the semiconductor layer, the first and second electrodes may include electrode pads and fingers extending from the electrode pads. However, since the width of the finger is generally very narrow, the electrode pad and the finger may be separated when bonding the electrode and the wire.
도 1a 및 도 1b는 패드에서 핑거가 분리된 사진이다.1A and 1B are photographs of a finger being separated from a pad.
도 1a 및 도 1b와 같이, 전극에 와이어를 본딩할 때, 전극 패드에서 핑거가 연장되는 부분이 분리될 수 있다. 이에 따라, 전극 패드가 발광 구조물에서 분리되어 발광 소자의 불량이 발생하여 신뢰성이 저하될 수 있다.As shown in FIGS. 1A and 1B , when a wire is bonded to an electrode, a portion where a finger extends from an electrode pad may be separated. Accordingly, the electrode pad may be separated from the light emitting structure, resulting in a defect in the light emitting device, thereby reducing reliability.
본 발명 실시 예는 패드와 핑거의 분리를 방지하고 패드의 박리를 방지하여 신뢰성이 향상된 발광 소자를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a light emitting device having improved reliability by preventing separation between a pad and a finger and preventing separation of a pad.
실시 예의 발광 소자는 기판; 상기 기판 상에 배치되며, 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제 2 반도체층과 상기 활성층이 제거되어 노출된 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 접속되는 제 1 전극; 및 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접속되며, 전극 패드 및 핑거를 포함하는 제 2 전극을 포함하며, 상기 핑거는 상기 전극 패드에서 멀어질수록 폭이 점점 좁아지도록 상기 전극 패드에서 연장되는 제 1 영역과 상기 제 1 영역에서 연장되며 폭이 일정한 제 2 영역을 포함한다.The light emitting device of the embodiment includes a substrate; a light emitting structure disposed on the substrate and including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer; a first electrode electrically connected to the first semiconductor layer exposed by removing the second semiconductor layer and the active layer; and a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer and including an electrode pad and a finger, wherein the finger extends from the electrode pad so that the width gradually narrows as the distance from the electrode pad increases. and a second area extending from the first area and having a constant width.
본 발명의 발광 소자는 다음과 같은 효과가 있다.The light emitting device of the present invention has the following effects.
첫째, 전극이 전극 패드 및 전극 패드에서 연장된 핑거를 포함하며, 핑거가 전극 패드에서 인접한 부분에서 점점 멀어질수록 좁아지는 폭을 갖는 영역을 포함하여 이루어져, 핑거와 전극 패드의 분리가 방지된다.First, the electrode includes an electrode pad and a finger extending from the electrode pad, and includes a region having a width that gradually narrows as the finger moves away from a portion adjacent to the electrode pad, preventing separation of the finger and the electrode pad.
둘째, 제 2 전극이 전류 차단층 및 투명 전극층을 선택적으로 제거하여 제 2 반도체층을 노출시키는 홀을 통해 제 2 반도체층과 직접 접촉됨으로써, 제 2 반도체층과 제 2 전극의 접촉 특성이 향상된다. 따라서, 제 2 전극의 박리를 방지할 수 있다.Second, the second electrode is in direct contact with the second semiconductor layer through the hole exposing the second semiconductor layer by selectively removing the current blocking layer and the transparent electrode layer, thereby improving the contact characteristics between the second semiconductor layer and the second electrode. . Accordingly, peeling of the second electrode can be prevented.
도 1a 및 도 1b는 패드에서 핑거가 분리된 사진이다.
도 2a는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 2c는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 3a는 도 2b의 제 1 전극의 구조이다.
도 3b는 도 2b의 제 2 전극의 구조이다.
도 4는 일반적인 발광 소자의 전극 패드의 평면도와 본 발명의 발광 소자의 전극 패드를 비교한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 제 2 전극과 제 2 반도체층의 접촉 영역을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시 예의 발광 소자의 평면도이다.1A and 1B are photographs of a finger being separated from a pad.
2A is a plan view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 2A.
FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 2A.
Figure 3a is the structure of the first electrode of Figure 2b.
Figure 3b is the structure of the second electrode of Figure 2b.
4 is a diagram comparing a plan view of an electrode pad of a general light emitting device and an electrode pad of a light emitting device of the present invention.
5A to 5C are diagrams illustrating a contact area between a second electrode and a second semiconductor layer of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
6A to 6C are plan views of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a second element may be termed a first element, and similarly, a first element may be termed a second element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components regardless of reference numerals are given the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 발광 소자를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the light emitting device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 평면도이며, 도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이며, 도 2c는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다. 그리고, 도 3a는 도 2b의 제 1 전극의 구조이며, 도 3b는 도 2b의 제 2 전극의 구조이다2A is a plan view of a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line II-I' of FIG. 2A, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 2A. And, Figure 3a is the structure of the first electrode of Figure 2b, Figure 3b is the structure of the second electrode of Figure 2b
도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 기판(100) 상에 배치되며, 제 1 반도체층(110a), 활성층(110b) 및 제 2 반도체층(110c)을 포함하는 발광 구조물(110), 제 2 반도체층(110c)과 활성층(110b)이 제거되어 노출된 제 1 반도체층(110a)과 전기적으로 접속되는 제 1 전극(120) 및 제 2 반도체층(110c)과 전기적으로 접속되며, 전극 패드(230a) 및 핑거(230b)를 포함하는 제 2 전극(130)을 포함하고, 핑거(230b)는 전극 패드(230a)에서 멀어질수록 폭이 점점 좁아지도록 전극 패드(230a)에서 연장되는 제 1 영역(a)과 제 1 영역(a)에서 연장되며 폭이 일정한 제 2 영역(b)을 포함한다.2a, 2b and 2c, the light emitting device of the embodiment of the present invention is disposed on a
구체적으로, 기판(100)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 등에서 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 도시하지는 않았으나, 기판(100)의 표면에는 요철 패턴(미도시)이 형성되어, 발광 구조물(110)에서 방출되는 광을 분산시켜 발광 특성을 향상시킬 수 있다. 요철 패턴(미도시)이 규칙적이거나 불규칙한 패턴일 수 있다.Specifically, the
도시하지는 않았으나, 기판(100)과 발광 구조물(110) 사이에는 버퍼층(미도시)이 더 형성될 수 있다. 버퍼층(미도시)은 기판(100)과 제 1 반도체층(110a)의 격자상수 차이 및 열 팽창 계수 차이를 감소시켜 발광 소자의 안정성을 증가시키기 위한 것이다. 버퍼층(미도시)은 도핑되지 않은 질화물 반도체를 성장시켜 형성될 수 있으며, 도핑되지 않은 질화물 반도체로 이루어진 버퍼층(미도시) 상에 제 1 반도체층(110a)을 성장시키면, 제 1 반도체층(110a)의 결정질을 향상시킬 수 있다. 이 때, 버퍼층(미도시)의 물질은 이에 한정하지 않는다.Although not shown, a buffer layer (not shown) may be further formed between the
제 1 반도체층(110a)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제 1 반도체층(110a)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체일 수 있으며, Si, Ge, Sn 등 과 같은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.The
활성층(110b)은 제 1 반도체층(110a) 및 제 2 반도체층(110c)으로부터 제공되는 캐리어인 전자(electron)와 정공(hole)의 재결합(recombination) 과정에서 발생하는 에너지에 의해 광을 생성할 수 있다. 활성층(110b)은 반도체 화합물, 예를 들어, 3족-5족, 2족-6족의 화합물 반도체일 수 있으며, 단일 우물 구조, 다중우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다.The
활성층(110b)이 양자우물구조인 경우에는 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1-a-bN (0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질일 수 있다.When the
제 2 반도체층(110c)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제 2 반도체층(110c)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체일 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.The
상기와 같은 발광 구조물(110)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나의 구조로 형성될 수 있는 것으로, 본 발명 실시 예의 발광 구조물(110)은 n형 반도체층과 p형 반도체층을 포함하는 다양한 구조일 수 있다. 그리고, 제 1 반도체층(110a) 및 제 2 반도체층(110c) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 발광 구조물(110)의 도핑 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
제 2 반도체층(110c)과 활성층(110b)은 메사 식각(mesa etching) 공정에 의해 일부 영역이 제거되고, 제 2 반도체층(110c)과 활성층(110b)이 제거된 영역에서 제 1 반도체층(110a)이 노출될 수 있다. 그리고, 노출된 제 1 반도체층(110a) 상에 제 1 전극(120)이 배치될 수 있다.A portion of the
제 1 전극(120)은 제 1 반도체층(110a) 상에서 제 1 반도체층(110a)과 전기적으로 접속된다. 이 때, 제 1 전극(120)은 단일층으로 이루어지거나, 도 3a와 같이 다층 구조로 이루어질 수 있다.The
예를 들어, 제 1 전극(120)은 차례로 적층된 제 1 층(120a) 내지 제 4 층(120d)을 포함할 수 있다. 최하부층인 제 1 층(120a)은 제 1 반도체층(110a)과 접촉하는 것으로, 제 1 전극(120)과 제 1 반도체층(110a)의 오믹 접촉을 위해 Cr, Ti 등으로 이루어질 수 있다. 그리고, 제 2 층(120b)은 반사층일 수 있다. 제 2 층(120b)은 반사율이 높은 금속으로 이루어지거나, Al, Ag, Ru, Pd, Rh, Pt, Ir 또는, 상기 금속의 합금으로 형성될 수 있다.For example, the
제 3 층(120c)은 Au, Cu, Hf, Ni, Mo, V, W, Rh, Ru, Pt, Pd, La, Ta, Ti 및 이의 합금으로 형성되어 반사층인 제 2 층(120b)의 물질이 확산되는 것을 방지하는 확산 방지층으로 기능할 수 있다. 제 3 층(120c)의 두께가 너무 얇은 경우 제 2 층(120b)의 물질의 확산을 방지할 수 없으며, 두께가 너무 두꺼운 경우에는 제 3 층(120c)과 제 2 층(120b) 및 제 4 층(120d) 사이의 응력에 의해 제 3 층(120c)이 박리될 수 있다. 따라서, 제 3 층(120c)은 250㎚ 내지 500㎚의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 제 4 층(120d)은 와이어와 접속되며, Au, Ag와 같은 금속으로 형성될 수 있다. 제 1 전극(120)의 구조는 이에 한정하지 않고 변경 가능하다.The
제 2 전극(130)은 제 2 반도체층(110c) 상에 배치되어 제 2 반도체층(110c)과 전기적으로 접속될 수 있다. 이 때, 제 2 전극(130)과 제 2 반도체층(110c) 사이에는 투명 전극층(140)이 더 배치될 수 있다. 투명 전극층(140)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx 및 NiO 등과 같은 투명 전도성 산화물에서 선택될 수 있다.The
제 2 전극(130)은 투명 전극층(140)을 사이에 두고 전류 차단층(Current Blocking Layer; CBL)(150)과 중첩될 수 있다. 전류 차단층(150)은 제 2 전극(130)과 중첩되는 영역의 제 2 반도체층(110c)으로만 캐리어가 전달되는 것을 방지하기 위한 것이다. 전류 차단층(150)에 의해 제 2 전극(130)으로부터 주입되는 캐리어가 제 2 반도체층(110c)으로 골고루 주입될 수 있다.The
전류 차단층(150)은 제 2 반도체층(110c)과 쇼트키 접촉(schottky contact)을 형성할 수 있는 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전류 차단층(150)은 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr), 금(Au) 또는 텅스텐(W) 중 적어도 어느 하나로 형성하거나 적어도 하나를 포함한 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 전류 차단층(150)은 SiOx, SiON, SixNy 등과 같은 유전체로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.The
도면에서는 제 2 전극(130)이 단일층인 것을 도시하였으나, 도 3b와 같이, 제 2 전극(130) 역시 다층 구조로 이루어질 수 있다. 제 2 전극(130)은 제 1 층(130a) 내지 제 4 층(130d)이 차례로 적층된 구조일 수 있으며, 제 1 층(130a)이 투명 전극층(140)과 접촉될 수 있다.Although the drawing shows that the
다시 도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 제 2 전극(130)을 통해 주입되는 캐리어(carrier)인 정공(hole)은 제 1 전극(120)을 통해 주입되는 캐리어인 전자(electron)보다 이동 속도가 매우 느리다. 따라서, 제 2 전극(130)은 핑거(finger)(230b)를 더 포함할 수 있다. 핑거(230b)는 전극 패드(230a)로부터 연장된 구조일 수 있다. Referring back to FIGS. 2A, 2B, and 2C , holes, which are carriers injected through the
그런데, 핑거(230b)의 폭이 너무 넓은 경우 광 투과율이 저하될 수 있다. 따라서, 일반적으로 핑거(230b)의 폭(w)은 전극 패드(230a)의 직경(r1)보다 매우 작다. However, when the width of the
예를 들어, 전극 패드(230a)의 직경(r1)이 크거나, 핑거(230b)의 폭이 넓은 경우 제 1 전극(130)과 제 1 반도체층(110a)의 접촉 면적이 증가하여 구동 전압이 감소하나, 전극 패드(230a)의 직경(r1)이 너무 크거나, 핑거(230b)의 폭이 너무 넓은 경우에는 활성층(110b)에서 방출되는 광 중 불투명한 전극 패드(230) 및 핑거(230b)에서 흡수되는 광량이 증가하여 광 출력은 저하된다. 반대로, 전극 패드(230a)의 직경(r1)이 너무 작거나, 핑거(230b)의 폭이 너무 좁은 경우에는 구동 전압이 증가한다.For example, when the diameter r1 of the
따라서, 전극 패드(230a)의 직경(r1)은 50㎛ 내지 150㎛일 수 있으며, 핑거(230b)의 폭(w)은 3㎛ 내지 7㎛일 수 있다. 이 때, 전극 패드(230a)의 직경(r1)과 핑거(230b)의 폭(w)은 이에 한정하지 않는다.Accordingly, the diameter r1 of the
그런데, 핑거(230b)의 폭(w)이 좁아, 제 2 전극(130)에 와이어를 본딩할 때 전극 패드(230a)에서 핑거(230b)가 연장되는 부분이 분리될 수 있다. 그리고, 이에 따라, 전극 패드(230a)가 발광 구조물에서 박리(peeling)될 수 있다. 또한, 핑거(230b)로 캐리어가 전달되지 못하므로, 활성층(110b)의 전 영역에서 균일하게 광이 방출되기 어려워 발광 효율이 저하될 수 있다.However, since the width w of the
도 4는 일반적인 발광 소자의 전극 패드의 평면도와 본 발명의 발광 소자의 전극 패드를 비교한 도면이다.4 is a diagram comparing a plan view of an electrode pad of a general light emitting device and an electrode pad of a light emitting device of the present invention.
도 4와 같이, 일반적인 발광 소자(a)의 제 2 전극(13)은 핑거(23b)의 폭이 일정하다. 즉, 핑거(23b)의 폭은 전극 패드(23a)와 인접한 영역이나 전극 패드(23a)와 상대적으로 거리가 먼 끝단이 모두 동일하다.As shown in FIG. 4 , the width of the
반면에, 본 발명 실시 예의 발광 소자(b)의 제 2 전극(130)은 전극 패드(230a)와 핑거(230b)가 연결되는 부분에서 핑거(230b)의 폭은 전극 패드(230a)에서 핑거(230b)의 끝단으로 갈수록 폭(w)이 점점 좁아지는 형태로 이루어진다. 구체적으로, 핑거(230b)는 전극 패드(230a)에서 멀어질수록 폭(w)이 점점 좁아지도록 전극 패드(230a)에서 연장되는 제 1 영역(a)과 제 1 영역(a)에서 연장되며 폭(w)이 일정한 제 2 영역(b)을 포함한다.On the other hand, in the
따라서, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 핑거(230b)의 제 2 영역(b)에 의해 본 발명 발광 소자의 제 2 전극(130)은 제 2 전극(130)과 동일한 길이를 가지며 전극 패드(230a)의 직경이 동일한 일반적인 제 2 전극(도 4(a)의 13)에 비해 면적이 더 넓다. 구체적으로, 전극 패드(230a)와 핑거(230b)의 제 2 영역(b)을 포함하는 길이(L)의 제 2 전극(130)의 면적(X2)은 동일한 길이(L)의 제 2 전극(13)의 면적(X1)보다 넓다.Therefore, in the light emitting device of the embodiment of the present invention, the
그런데, 제 2 전극(130)의 면적이 넓어질수록 불투명한 제 2 전극(130)에 의해 광 투과율이 저하된다. 따라서, 핑거(230b)는 상대적으로 폭이 좁은 제 2 영역(b)의 길이가 제 1 영역(a)의 길이보다 긴 것이 바람직하다.However, as the area of the
또한, 본 발명 실시 예의 전극 패드(230a)와 핑거(230b)의 제 2 영역(b)의 면적(X2)은 하기 수학식 1을 만족시킬 수 있다. 이 경우, 제 2 전극(130)에 의한 광 손실은 최소화하며 동시에, 전극 패드(230a)와 핑거(230b)의 분리를 방지할 수 있다.In addition, the area X2 of the second region b of the
특히, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 제 2 전극(130)이 투명 전극층(140)을 통해 제 2 반도체층(110c)과 전기적으로 접속된다. 그런데, 이 경우, 제 2 전극(130)과 투명 전극층(140)의 접촉 특성은 제 1 반도체층(110a)과 제 1 전극(120)의 접촉 특성에 비해 좋지 않다.In particular, in the light emitting device according to the embodiment of the present invention, the
즉, 제 1 전극(120)의 제 1 층(120a)과 제 2 전극(130)의 제 1 층(130a)이 동일한 물질을 포함하더라도 제 1 층(120a, 130a)은 투명 전극층(140) 보다 GaN의 제 1 반도체층(110a)보다 접촉 특성이 우수하다.That is, even if the
따라서, 본 발명의 다른 실시 예의 발광 소자는 투명 전극층(140) 및 전류 차단층(150)을 부분적으로 제거하여 제 2 반도체층(110c)의 상부면을 노출시킨다. 그리고, 노출된 제 2 반도체층(110c) 상부면과 직접 접촉되도록 제 2 전극(130)이 배치되어, 제 2 전극(130)의 접촉 특성이 향상될 수 있다. 특히, 제 2 반도체층(110c)과 직접 접촉되는 영역은 전극 패드(230a)인 것이 바람직하며, 핑거(230b)는 전류 차단층(150) 및 투명 전극층(140)과 중첩될 수 있다.Therefore, in the light emitting device according to another embodiment of the present invention, the upper surface of the
도 5a 내지 도 5c는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 제 2 전극과 제 2 반도체층의 접촉 영역을 도시한 도면이다.5A to 5C are diagrams illustrating a contact area between a second electrode and a second semiconductor layer of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5c와 같이, 전류 차단층(150) 및 투명 전극층(140)이 제 2 반도체층(110c)을 노출시키도록 일부 제거되어, 전류 차단층(150) 및 투명 전극층(140)은 제 2 반도체층(110c)을 노출시키는 홀(140a)을 포함할 수 있다. 그리고, 제 2 전극(130)은 노출된 제 2 반도체층(110c)과 직접 접촉될 수 있다. 도면에서는 홀(140a)의 상부면이 원형인 것을 도시하였다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 홀(140a)의 상부면이 원형인 경우, 전극 패드(230a) 역시 원형으로 형성될 수 있다.5A to 5C, the
따라서, 제 2 반도체층(110c)과 직접 접촉되는 영역은 제 2 전극(130)의 전극 패드(230a)인 것이 바람직하며, 핑거(230b)는 전류 차단층(150) 및 투명 전극층(140)과 중첩될 수 있다.Therefore, it is preferable that the region in direct contact with the
그리고, 투명 전극층(150)을 감싸도록 절연층(160)이 더 배치될 수 있다. 절연층(160)은 SiO2, MgO, SiN 등과 같은 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 절연층(160)은 기판(100)의 상부면까지 연장될 수 있다.In addition, an insulating
전류 차단층(150)은 제 2 반도체층(110c)을 노출시키도록 일부가 제거되며, 전류 차단층(150) 상에 배치되는 투명 전극층(140) 역시 제 2 반도체층(110c)을 노출시키도록 일부가 제거될 수 있다. 그리고, 제 2 전극(130)의 전극 패드(230a)는 전류 차단층(150) 및 투명 전극층(140)에 의해 노출된 제 2 반도체층(110c)과 직접 접촉할 수 있다.A portion of the
구체적으로, 도 5a 및 도 5b와 같이, 전극 패드(230a)의 가장자리는 홀(140a)을 감싸는 투명 전극층(140)의 상부면까지 연장되도록 배치될 수 있다. Specifically, as shown in FIGS. 5A and 5B , an edge of the
특히, 제 2 반도체층(110c)을 노출시키도록 제거된 영역에서 전류 차단층(150)의 측면과 투명 전극층(140)의 가장자리는 도 5a와 같이 서로 상이할 수 있다. 이 경우, 투명 전극층(140)의 가장자리가 전류 차단층(150)의 가장자리를 완전히 덮도록 연장되므로, 홀(140a)의 내측면에서는 투명 전극층(140)만 노출된다.In particular, in the region removed to expose the
전류 차단층(150)의 가장자리까지 연장된 투명 전극층(140)의 제 1 간격(d1)은 공정 마진을 고려하여 4㎛이상인 것이 바람직하다. 그리고, 홀(140a)을 감싸는 영역에서 투명 전극층(140)의 상부면과 전극 패드(230a)가 중첩되는 제 2 간격(d2)은 투명 전극층(140a) 및 제 2 전극(130)의 공정 마진을 고려하여 8㎛이상인 것이 바람직하다.The first interval d1 of the
그리고, 홀(140a)의 직경(r2)은 제 2 반도체층(110c)과 전극 패드(230a)의 접착 면적을 고려하여 25㎛이상인 것이 바람직하다. 따라서, 홀(140a)의 직경(r2)은 하기와 같은 수학식 2를 만족시킬 수 있다. 이 때, r1은 제 2 전극(130)의 전극 패드(230a)의 직경이다.Also, the diameter r2 of the
그리고, 투명 전극층(140)의 상부면과 전극 패드(230a)가 중첩되는 제 2 간격(d2)은 하기 수학식 3을 만족시킨다.Also, the second interval d2 where the upper surface of the
예를 들어, 전극 패드(230a)의 직경(r1)이 70㎛인 경우, 홀의 직경(r2)은 46㎛일 수 있다.For example, when the diameter r1 of the
그리고, 도 5b와 같이, 홀(150a)을 감싸는 영역에서 전류 차단층(150)의 측면과 투명 전극층(140)의 가장자리가 서로 일치할 수 있으며, 이 경우, 홀(140a)의 측면에서는 투명 전극층(140) 및 전류 차단층(150)이 모두 노출될 수 있다. 또한, 도 5c와 같이, 전극 패드(230a)의 가장자리는 홀(150a)을 감싸는 영역에서 투명 전극층(140)과 부분적으로 중첩될 수 있다. 이 때, 전극 패드(230a)의 가장자리와 투명 전극층(140)의 중첩 정도는 용이하게 변경 가능하다.And, as shown in FIG. 5B, the side surface of the
이하, 본 발명의 다른 실시 예의 발광 소자를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a light emitting device according to another embodiment of the present invention will be described in detail.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시 예의 발광 소자의 평면도이다.6A to 6C are plan views of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
도 6a와 같이, 제 2 전극(130)은 두 개의 핑거(230b)를 포함할 수 있다. 이 때, 두 개의 핑거(230b)는 캐리어의 확산이 용이하도록 하나의 전극 패드(230a)에서 서로 마주하도록 대칭적으로 연장될 수 있다. 따라서, 두 개의 핑거(230b)는 발광 소자의 전면에서 균일한 거리를 유지할 수 있으며, 이에 따라 전류의 흐름이 균일할 수 있다.As shown in FIG. 6A , the
그리고, 도 6b와 같이, 제 1 전극(120)도 전극 패드(220a) 및 전극 패드(220a)에서 연장된 핑거(220b)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제 1 전극(120)의 핑거(220b) 역시 전극 패드(220a)에서 인접한 부분에서 점점 멀어질수록 폭이 좁아지는 제 1 영역(미도시)과 폭이 일정한 제 2 영역(미도시)을 포함하여 이루어질 수 있다.Also, as shown in FIG. 6B , the
또한, 도 6c와 같이, 핑거(230b)는 전극 패드(230a)에서 멀어질수록 폭이 점점 좁아지도록 전극 패드(230a)에서 연장되는 제 1 영역(a)과 제 1 영역(a)에서 연장되며 폭이 일정한 제 2 영역(b) 및 제 2 영역(b)에서 연장되며 제 2 영역(b)에서 멀어질수록 폭이 점점 좁아지는 제 3 영역(c)을 포함할 수 있다. 이 때, 제 3 영역(c)의 길이는 제 1 영역(a)의 길이보다 짧은 것이 바람직하다.In addition, as shown in FIG. 6C, the
상기와 같은 본 발명의 발광 소자는 제 2 전극(130)이 전극 패드(230a) 및 전극 패드(230a) 에서 연장된 하나 이상의 핑거(230b)를 포함하며, 핑거(230b)가 전극 패드(230a)에서 인접한 부분에서 점점 멀어질수록 좁아지는 폭을 갖는 영역(a)을 포함하여 이루어져, 핑거(230b)와 전극 패드(230a)의 분리를 방지할 수 있다. 또한, 제 2 전극(130)이 전류 차단층(150) 및 투명 전극층(140)을 선택적으로 제거하여 제 2 반도체층(110c)을 노출시키는 홀(140a)을 통해 제 2 반도체층(110c)과 직접 접촉됨으로써, 제 2 반도체층(110c)과 제 2 전극(130)의 접촉 특성이 향상된다.In the light emitting device of the present invention as described above, the
상기와 같은 본 발명 실시 예의 발광 소자는 표시 장치의 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 이 때, 표시 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 광학 시트, 디스플레이 패널, 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.The light emitting device according to the embodiment of the present invention as described above may function as a backlight unit of a display device. In this case, the display device may include a bottom cover, a reflector, a light emitting module, a light guide plate, an optical sheet, a display panel, an image signal output circuit, and a color filter. The bottom cover, the reflector, the light emitting module, the light guide plate, and the optical sheet may form a backlight unit.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출한다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치된다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치된다. A reflector is disposed on the bottom cover, and the light emitting module emits light. The light guide plate is disposed in front of the reflector to guide light emitted from the light emitting module forward, and the optical sheet includes a prism sheet and is disposed in front of the light guide plate. A display panel is disposed in front of the optical sheet, an image signal output circuit supplies image signals to the display panel, and a color filter is disposed in front of the display panel.
그리고, 발광 소자는 램프, 헤드 램프, 또는 가로등 등과 같은 조명 장치에 적용될 수 있다.In addition, the light emitting device may be applied to a lighting device such as a lamp, a head lamp, or a street lamp.
이상에서 설명한 본 발명 실시 예는 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명 실시 예가 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The embodiments of the present invention described above are not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within a range that does not deviate from the technical spirit of the embodiments. It will be clear to those skilled in the art.
100: 기판 110: 발광 구조물
110a: 제 1 반도체층 110b: 활성층
110c: 제 2 반도체층 120: 제 1 전극
120a, 130a: 제 1 층 120b, 130b: 제 2 층
120c, 130c: 제 3 층 120d, 130d: 제 4 층
130: 제 2 전극 140: 투명 전극층
140a: 홀 150: 전류 차단층
160: 절연층 220a, 230a: 전극 패드
220b, 230b: 핑거100: substrate 110: light emitting structure
110a:
110c: second semiconductor layer 120: first electrode
120a, 130a:
120c, 130c:
130: second electrode 140: transparent electrode layer
140a: hole 150: current blocking layer
160: insulating
220b, 230b: Finger
Claims (14)
상기 기판 상에 배치되며, 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물;
상기 제 2 반도체층과 상기 활성층이 제거되어 노출된 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 접속되는 제 1 전극; 및
상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접속되며, 전극 패드 및 핑거를 포함하는 제 2 전극을 포함하며,
상기 핑거는 상기 전극 패드에서 멀어질수록 폭이 점점 좁아지도록 상기 전극 패드에서 연장되는 제 1 영역과 상기 제 1 영역에서 연장되며 폭이 일정한 제 2 영역을 포함하고,
상기 제 2 전극과 상기 제 2 반도체층 사이에 차례로 적층된 전류 차단층 및 투명 전극층이 배치되고,
상기 전류 차단층 및 상기 투명 전극층이 상기 제 2 반도체층의 상부면을 노출시키도록 선택적으로 제거되어 형성된 홀을 통해 상기 전극 패드가 상기 제 2 반도체층과 직접 접촉되고,
상기 투명 전극층의 가장자리가 상기 전류 차단층의 가장자리를 완전히 감싸, 상기 홀의 내측면에서 상기 투명 전극층만 노출되거나, 상기 전류 차단층의 가장자리와 상기 투명 전극층의 가장자리가 서로 일치하는 발광 소자.Board;
a light emitting structure disposed on the substrate and including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer;
a first electrode electrically connected to the first semiconductor layer exposed by removing the second semiconductor layer and the active layer; and
A second electrode electrically connected to the second semiconductor layer and including an electrode pad and a finger,
The finger includes a first region extending from the electrode pad and a second region extending from the first region and having a constant width so that the width gradually decreases as the distance from the electrode pad increases;
A current blocking layer and a transparent electrode layer sequentially stacked between the second electrode and the second semiconductor layer are disposed,
The electrode pad is in direct contact with the second semiconductor layer through a hole formed by selectively removing the current blocking layer and the transparent electrode layer to expose an upper surface of the second semiconductor layer,
The edge of the transparent electrode layer completely covers the edge of the current blocking layer, so that only the transparent electrode layer is exposed on the inner surface of the hole, or the edge of the current blocking layer and the edge of the transparent electrode layer coincide with each other.
상기 제 2 영역의 길이가 상기 제 1 영역의 길이보다 긴 발광 소자.According to claim 1,
A length of the second region is longer than a length of the first region.
상기 제 1 전극이 상기 전극 패드 및 핑거를 포함하는 구조이고,
두 개 이상의 상기 핑거가 하나의 상기 전극 패드에서 연장되고,
두 개의 상기 핑거는 상기 하나의 전극 패드에서 서로 마주하도록 대칭적으로 연장되는 발광 소자.According to claim 1,
The first electrode has a structure including the electrode pad and a finger,
Two or more of the fingers extend from one of the electrode pads,
The two fingers extend symmetrically to face each other on the one electrode pad.
상기 전극 패드의 가장자리가 상기 홀을 감싸도록 상기 투명 전극층의 상부면과 완전히 중첩되거나, 상기 전극 패드의 가장자리가 상기 투명 전극층의 상부면과 일부 중첩되는 발광 소자.According to claim 1,
An edge of the electrode pad completely overlaps the upper surface of the transparent electrode layer so as to surround the hole, or an edge of the electrode pad partially overlaps the upper surface of the transparent electrode layer.
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