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WO2023075084A1 - 자외선 발광소자 - Google Patents

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Publication number
WO2023075084A1
WO2023075084A1 PCT/KR2022/010248 KR2022010248W WO2023075084A1 WO 2023075084 A1 WO2023075084 A1 WO 2023075084A1 KR 2022010248 W KR2022010248 W KR 2022010248W WO 2023075084 A1 WO2023075084 A1 WO 2023075084A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
openings
electrode
contact
insulating layer
semiconductor layer
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/010248
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
성연준
Original Assignee
주식회사 포톤웨이브
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포톤웨이브 filed Critical 주식회사 포톤웨이브
Publication of WO2023075084A1 publication Critical patent/WO2023075084A1/ko

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • the embodiment relates to an ultraviolet light emitting device.
  • a light emitting diode (LED, Light Emitting Diode) is a kind of important solid-state device that converts electrical energy into light, and generally includes an active layer of a semiconductor material interposed between two opposite doping layers. When a bias is applied across the two doped layers, holes and electrons are injected into the active layer and recombine there to generate light. Light generated in the active region is emitted in all directions and escapes out of the semiconductor chip through all exposed surfaces.
  • the packaging of an LED is generally used to direct the escaping light into the desired output emission form.
  • the UV light emitting device has a problem in that the luminous efficiency decreases due to lower current dissipation efficiency than the visible light emitting device.
  • the embodiment provides an ultraviolet light emitting device having improved luminous efficiency.
  • An ultraviolet light emitting device includes a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer, and includes a plurality of first through holes through which the first conductivity type semiconductor layer is exposed. light emitting structures; a plurality of contact semiconductors disposed in the plurality of first through holes and having a lower aluminum composition than that of the first conductivity type semiconductor layer; a plurality of first electrodes disposed on the plurality of contact semiconductors; a second electrode disposed on the second conductivity type semiconductor layer; and a first connection electrode connecting the plurality of first electrodes.
  • a first insulating layer disposed on the light emitting structure and including a plurality of first openings formed at positions corresponding to the first through holes and a second opening through which the second conductive semiconductor layer is exposed; and a second insulation disposed on the plurality of first electrodes and the second electrode, including a plurality of third openings through which the plurality of first electrodes are exposed and a plurality of fourth openings through which the second electrode is exposed.
  • layer, and the first connection electrode may be electrically connected to the plurality of first electrodes through the third opening.
  • the number of the plurality of third openings may be greater than the number of the plurality of fourth openings.
  • Diameters of the plurality of third openings may be smaller than diameters of the plurality of fourth openings.
  • the first connection electrode may include a plurality of second through holes exposing the plurality of fourth openings.
  • a plurality of second connection electrodes respectively disposed on the plurality of second electrodes may be included.
  • the third insulating layer exposes a plurality of fifth openings exposing the first connecting electrode and the second connecting electrode. It may include a plurality of sixth openings.
  • Diameters of the plurality of fifth openings may be greater than diameters of the plurality of sixth openings.
  • the number of the plurality of fifth openings may be the same as the number of the plurality of sixth openings.
  • first pad is electrically connected to the first connection electrode through the plurality of fifth openings
  • second pad is It may be electrically connected to the plurality of second connection electrodes through a plurality of sixth openings.
  • the luminous efficiency of the UV light emitting device can be improved.
  • FIG. 1 is a plan view of an ultraviolet light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view in the direction A-A' of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a BB′ direction cross-sectional view of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is an enlarged view of part A of FIG. 2 .
  • 5A is a plan view of a light emitting structure.
  • 5B is a cross-sectional view in the direction C-C′ of FIG. 5A.
  • 6A is a plan view illustrating a state in which a plurality of contact semiconductors are formed.
  • 6B is a cross-sectional view in the direction D-D' of 6A.
  • FIG. 7A is a plan view showing a state in which a first electrode and a second electrode are formed.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view in the direction E-E' of FIG. 7A.
  • FIG. 8 is a plan view showing a state in which a second insulating layer is formed.
  • 9A is a plan view illustrating a state in which a first connection electrode and a second connection electrode are formed.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view in the direction F-F' of FIG. 9A.
  • 9C is a cross-sectional view in the direction G-G' of FIG. 9A.
  • 10A is a plan view showing a state in which a third insulating layer is formed.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view in the direction H-H' of FIG. 10A.
  • FIG. 10C is a cross-sectional view in the direction II' of FIG. 10A.
  • 11A is a plan view showing a state in which a first pad and a second pad are formed.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view in the direction J-J′ of FIG. 11A.
  • FIG. 11C is a cross-sectional view in the direction K-K' of FIG. 11A.
  • on or under in the case where an element is described as being formed “on or under” of another element, on or under (on or under) or under) includes both elements formed by directly contacting each other or by indirectly placing one or more other elements between the two elements.
  • on or under when expressed as “on or under”, it may include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one element.
  • FIG. 1 is a plan view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view in the direction A-A' of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a BB′ direction cross-sectional view of FIG. 1 .
  • 4 is an enlarged view of part A of FIG. 3 .
  • the light emitting structure 120 may output light in an ultraviolet wavelength range.
  • the light emitting structure 120 may output light (UV-A) in a near-ultraviolet wavelength range, may output light (UV-B) in a far-ultraviolet wavelength range, or light (UV-C) in a deep ultraviolet wavelength range. ) can be output.
  • light (UV-A) in the near ultraviolet wavelength range may have a peak wavelength in the range of 320 nm to 420 nm
  • light (UV-B) in the far ultraviolet wavelength range may have a peak wavelength in the range of 280 nm to 320 nm
  • Light (UV-C) in the deep ultraviolet wavelength range may have a peak wavelength in the range of 100 nm to 280 nm.
  • each semiconductor layer of the light emitting structure 120 contains aluminum (Al) In x1 Al y1 Ga 1-x1-y1 N (0 ⁇ x1 ⁇ 1, 0 ⁇ y1 ⁇ 1, 0 ⁇ x1+y1 ⁇ 1).
  • the composition of Al can be represented by the ratio of the total atomic weight including the atomic weight of In, the atomic weight of Ga, and the atomic weight of Al to the atomic weight of Al.
  • the Al composition is 40%, the Ga composition may be 60% Al 0.4 Ga 0.6 N.
  • the meaning of low or high composition may be understood as a difference in composition % of each semiconductor layer.
  • the aluminum composition of the first semiconductor layer is 30% and the aluminum composition of the second semiconductor layer is 60%, the aluminum composition of the second semiconductor layer can be expressed as 30% higher than that of the first semiconductor layer. there is.
  • the substrate 110 may be formed of a material selected from among sapphire (Al 2 O 3 ), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, and Ge, but is not limited thereto.
  • the substrate 110 may be a light-transmitting substrate through which light of an ultraviolet wavelength range may pass.
  • the buffer layer may alleviate lattice mismatch between the substrate 110 and the semiconductor layers.
  • the buffer layer may include a combination of group III and group V elements or include any one of AlN, AlGaN, InAlGaN, and AlInN.
  • the buffer layer may be AlN, but is not limited thereto.
  • the buffer layer may include a dopant, but is not limited thereto.
  • the first conductivity-type semiconductor layer 121 may be implemented with a compound semiconductor such as group III-V or group II-VI, and may be doped with a first dopant.
  • the first conductivity-type semiconductor layer 121 is a semiconductor material having a composition formula of In x1 Al y1 Ga 1-x1-y1 N (0 ⁇ x1 ⁇ 1, 0 ⁇ y1 ⁇ 1, 0 ⁇ x1+y1 ⁇ 1), eg For example, it may be selected from AlGaN, AlN, InAlGaN, and the like.
  • the first dopant may be an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, or Te.
  • the first conductivity-type semiconductor layer 121 doped with the first dopant may be an n-type semiconductor layer.
  • the active layer 122 may be disposed between the first conductivity type semiconductor layer 121 and the second conductivity type semiconductor layer 123 .
  • the active layer 122 is a layer where electrons (or holes) injected through the first conductivity type semiconductor layer 121 and holes (or electrons) injected through the second conductivity type semiconductor layer 123 meet.
  • the active layer 122 transitions to a lower energy level as electrons and holes recombine, and may generate light having an ultraviolet wavelength.
  • the active layer 122 may have a structure of any one of a single well structure, a multi-well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, or a quantum wire structure, and the active layer 122
  • the structure of is not limited to this.
  • the active layer 122 may include a plurality of well layers and barrier layers.
  • the well layer and the barrier layer may have a composition formula of In x2 Al y2 Ga 1-x2-y2 N (0 ⁇ x2 ⁇ 1, 0 ⁇ y2 ⁇ 1, 0 ⁇ x2+y2 ⁇ 1).
  • the aluminum composition of the well layer may vary according to the emission wavelength. As the aluminum composition increases, the wavelength emitted from the well layer may decrease.
  • the second conductivity type semiconductor layer 123 is formed on the active layer 122 and may be implemented with a compound semiconductor such as group III-V or group II-VI. Dopants may be doped.
  • the second conductive semiconductor layer 123 is a semiconductor material having a composition formula of In x5 Al y2 Ga 1-x5-y2 N (0 ⁇ x5 ⁇ 1, 0 ⁇ y2 ⁇ 1, 0 ⁇ x5+y2 ⁇ 1) or AlInN , AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, may be formed of a material selected from AlGaInP.
  • the second dopant is a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba
  • the second conductivity-type semiconductor layer 123 doped with the second dopant may be a p-type semiconductor layer.
  • An electron-blocking layer may be disposed between the active layer 122 and the second conductivity-type semiconductor layer 123 .
  • the electron blocking layer (not shown) may reduce the escape of electrons from the active layer 122 .
  • the light emitting structure 120 includes an etch region P2 and the active layer 122 in which the first conductivity type semiconductor layer 121 is exposed by partially removing the active layer 122 and the second conductivity type semiconductor layer 123 by mesa etching. and a light emitting portion P1 in which the second conductivity type semiconductor layer 123 remains.
  • the UV light emitting element has a relatively high emission probability of TM (transverse magnetic mode) mode emitting light to the side compared to a light emitting element emitting blue light.
  • a plurality of through holes H1 are formed in the light emitting structure 120 to expose the side surface of the active layer 122, thereby improving light emitting efficiency.
  • the light emitting structure 120 may include a plurality of contact semiconductors 130 selectively re-grown on the first conductive semiconductor layer 121 exposed by mesa etching.
  • a plurality of contact semiconductors (regrowth semiconductors) 130 may be respectively disposed on the first conductivity type semiconductor layer 121 exposed through the plurality of first through holes H1.
  • the plurality of contact semiconductors 130 may be selectively regrown n-type semiconductor layers.
  • the aluminum composition of the contact semiconductor 130 may be smaller than that of the first conductivity type semiconductor layer 121 .
  • the aluminum composition of the contact semiconductor 130 may be 0% to 30%.
  • the contact semiconductor 130 may be GaN or AlGaN. According to this configuration, the ohmic resistance of the first contact electrode 151 and the contact semiconductor 130 is lowered, so that the operating voltage can be lowered.
  • a material constituting the contact semiconductor 130 may be the same as that of the first conductivity type semiconductor layer 121 .
  • both the composition of the first conductivity type semiconductor layer 121 and the contact semiconductor 130 may be AlGaN.
  • the contact semiconductor 130 may include the first dopant (Si) at a concentration of 1E17/cm 3 to 1E20/cm 3 .
  • the contact semiconductor 130 may have a superlattice structure in which a first contact semiconductor and a second contact semiconductor having different aluminum compositions are stacked a plurality of times.
  • the aluminum composition of the first contact semiconductor may be higher than that of the second contact semiconductor.
  • Thicknesses of the first contact semiconductor and the second contact semiconductor may be 5 nm to 10 nm, respectively, but are not necessarily limited thereto.
  • the first contact semiconductor may satisfy a composition formula of Al x Ga 1-x N (0.6 ⁇ x ⁇ 1), and the second contact semiconductor may satisfy a composition formula of Al y Ga 1-y N (0 ⁇ y ⁇ 0.5).
  • the first contact semiconductor may be AlGaN and the second contact semiconductor may be GaN.
  • both the first contact semiconductor and the second contact semiconductor may be AlGaN.
  • the aluminum composition of the first contact semiconductor may be higher than that of the second contact semiconductor.
  • the first insulating layer 141 may be disposed on the etched region P2 , side surfaces of the light emitting part P1 , and partial areas of the upper surface of the light emitting part P1 .
  • the first insulating layer 141 includes a first opening 141a exposing the first conductivity type semiconductor layer 121 and a second opening 141b exposing the second conductivity type semiconductor layer 123 in the etch region P2. ) may be included.
  • the first insulating layer 141 may control an area where the contact semiconductor 130 is re-grown by exposing a portion of the etched region P2 .
  • the first insulating layer 141 may be at least one selected from the group consisting of SiO 2 , SixOy, Si 3 N 4 , SixNy, SiOxNy, Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like.
  • the regrowth layer having low surface roughness may be formed while regrowth is completed in a relatively fast time by adjusting the area of the first opening.
  • the plurality of first contact electrodes 151 may be respectively disposed on the plurality of contact semiconductors 130 .
  • the first contact electrode 151 includes aluminum (Al), chromium (Cr), palladium (Pd), rhodium (Rh), platinum (Pt), titanium (Ti), nickel (Ni), gold (Au), indium ( In), tin (Sn), tungsten (W), and copper (Cu).
  • the first contact electrode 151 may include a first layer including at least one of Cr, Ti, and TiN, and a second layer including at least one of Al, Rh, and Pt.
  • the first contact electrode 151 may include various structures and materials to effectively block UV light emitted to the etching region P2 . According to the embodiment, since UV light is blocked by the first contact electrode 151, light extraction efficiency is improved.
  • the first contact electrode 151 may extend above the first insulating layer 141 .
  • the first contact electrode 151 may include a protrusion 151a inserted between the first insulating layer 141 and the contact semiconductor layer 130 . According to this configuration, the reflection area of the first contact electrode 151 is widened, and light extraction efficiency can be improved. Accordingly, the entire area of the contact semiconductor 130 overlaps the first contact electrode 151 in the vertical direction, and the area of the first contact electrode 151 may be larger than that of the contact semiconductor 130 .
  • the plurality of first cover electrodes 152 may be respectively disposed on the plurality of first contact electrodes 151 .
  • the first cover electrode 152 is aluminum (Al), chromium (Cr), palladium (Pd), rhodium (Rh), platinum (Pt), titanium (Ti), nickel (Ni), gold (Au), indium ( In), tin (Sn), tungsten (W), and copper (Cu).
  • the material of the first cover electrode 152 may be different from that of the first contact electrode 151 .
  • the first cover electrode 152 may be composed of a Ti/Au/Ni/Ti layer. However, it is not necessarily limited thereto, and the material of the first cover electrode 152 may be the same as that of the first contact electrode 151 .
  • the first contact electrode 151 and the first cover electrode 152 may constitute the first electrode 150 .
  • the second contact electrode 161 may be disposed on the light emitting part P1. Accordingly, the second contact electrode 161 may be formed of a single layer in which a plurality of holes are formed.
  • the second contact electrode 161 includes aluminum (Al), chromium (Cr), palladium (Pd), rhodium (Rh), platinum (Pt), titanium (Ti), nickel (Ni), gold (Au), indium ( In), tin (Sn), tungsten (W), and copper (Cu).
  • the second contact electrode 161 may include a Ni/Au or Ni/Rh layer. However, it is not necessarily limited thereto, and the second contact electrode 161 may include various structures and materials to effectively block UV light emitted from the active layer 122 . According to the embodiment, since UV light is blocked by the second contact electrode 161, light extraction efficiency is improved.
  • the second contact electrode 161 may be disposed on the second conductive semiconductor layer 123 exposed through the second through hole 141b of the first insulating layer 141 .
  • the second cover electrode 162 may be disposed on the second contact electrode 161 .
  • the second cover electrode 162 includes aluminum (Al), chromium (Cr), palladium (Pd), rhodium (Rh), platinum (Pt), titanium (Ti), nickel (Ni), gold (Au), indium ( In), tin (Sn), tungsten (W), and copper (Cu).
  • a material of the second cover electrode 162 may be different from that of the second contact electrode 161 . However, the material of the second cover electrode 162 may be the same as that of the second contact electrode 161, but is not necessarily limited thereto.
  • the second cover electrode 162 may be composed of a Ti/Au/Ni/Ti layer.
  • the material of the second cover electrode 162 may be the same as that of the first cover electrode 152 .
  • the second cover electrode 162 may extend above the first insulating layer 141 .
  • the first second cover electrode 162 may include a second protrusion 162a inserted between the first insulating layer 141 and the second contact electrode 161 . According to this configuration, the reflection area of the second cover electrode 151 is widened, and light extraction efficiency can be improved. Accordingly, the area of the second cover electrode 162 may be larger than that of the second contact electrode 161 .
  • the second contact electrode 161 and the second cover electrode 162 may constitute the second electrode 160 and may include a plurality of through holes corresponding to the plurality of first through holes H1.
  • the second insulating layer 142 entirely covers the first cover electrode 152 and the second cover electrode 162, and the third opening 142a exposing the first cover electrode 152 and the second cover electrode 162 ) may include a fourth opening 142b exposing.
  • a material of the second insulating layer 142 may be different from that of the first insulating layer 141 .
  • the second insulating layer 142 may be an inter-metal dielectric (IMD).
  • IMD inter-metal dielectric
  • the second insulating layer 142 may be at least one selected from the group consisting of SiO 2 , SixOy, Si 3 N 4 , SixNy, SiOxNy, Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like.
  • the first connection electrode 153 may be disposed on the second insulating layer 142 and electrically connected to the plurality of first cover electrodes 152 through the third opening 142a of the second insulating layer 142. .
  • the plurality of second connection electrodes 163 may be disposed on the second insulating layer 142 and electrically connected to the plurality of second cover electrodes 162 through the fourth openings 142b of the second insulating layer 142.
  • the first connection electrode 153 may include a second through hole 153a in which a plurality of second connection electrodes 163 are disposed.
  • the third insulating layer 143 is disposed on the first connection electrode 153 and the second connection electrode 163, and the fifth opening 143a exposing the first connection electrode 153 and the second connection electrode ( 163 may include a sixth opening 143b exposed.
  • the first pad 170a is disposed on the third insulating layer 143, and the first connection electrode 153 and the plurality of contact semiconductors 130 are formed through the fifth opening 143a of the third insulating layer 143. can be electrically connected with
  • the second pad 170b is disposed on the third insulating layer 143, and the second connection electrode 163 and the second conductive semiconductor layer ( 123) and electrically connected.
  • 5A is a plan view of a light emitting structure.
  • 5B is a cross-sectional view in the direction C-C′ of FIG. 5A.
  • the light emitting structure 120 may be epitaxially grown on the substrate 110 .
  • the outer side of the light emitting structure 120 is mesa-etched and a plurality of first through holes H1 are formed on the inner side to form an etched region P2 exposing the first conductive semiconductor layer 121 .
  • the light emitting portion P1 may be connected as a whole to form one layer.
  • the light emitting part P1 may be divided into a plurality of pieces by the first through hole H1.
  • the number and diameter of the plurality of first through holes H1 are not particularly limited.
  • the number and diameter of the first through holes H1 may be adjusted according to a required area of the contact semiconductor 130 to be described later.
  • 6A is a plan view illustrating a state in which a plurality of contact semiconductors are formed.
  • 6B is a cross-sectional view in the direction D-D' of 6A.
  • 7A is a plan view showing a state in which a first electrode and a second electrode are formed.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view in the direction E-E' of FIG. 7A.
  • the first insulating layer 141 may be disposed on an etched region P2 , a side surface of the light emitting part P1 , and a partial area of an upper surface of the light emitting part P1 .
  • the first insulating layer 141 includes a first opening 141a exposing the first conductivity type semiconductor layer 121 and a second opening 141b exposing the second conductivity type semiconductor layer 123 in the etch region P2. ) may be included.
  • the first insulating layer 141 may cover a portion of the etched region P2 to adjust an area where the contact semiconductor 130 is re-grown.
  • the first insulating layer 141 may be at least one selected from the group consisting of SiO 2 , SixOy, Si 3 N 4 , SixNy, SiOxNy, Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like.
  • the contact semiconductor 130 may be selectively re-grown on the plurality of etched regions P2 exposed through the first through hole H1. Regrowth may mean growing a semiconductor layer again after the semiconductor epitaxial growth process is finished.
  • the aluminum composition of the contact semiconductor 130 may be smaller than that of the first conductivity type semiconductor layer 121 .
  • the aluminum composition of the contact semiconductor 130 may be 0% to 30%.
  • the contact semiconductor 130 may be GaN or AlGaN. According to this configuration, the ohmic resistance of the first contact electrode and the contact semiconductor 130 is lowered, so that the operating voltage can be lowered.
  • a material constituting the contact semiconductor 130 may be the same as that of the first conductivity type semiconductor layer 121 .
  • both the composition of the first conductivity type semiconductor layer 121 and the contact semiconductor 130 may be AlGaN.
  • the contact semiconductor 130 may include the first dopant (Si) at a concentration of 1E17/cm 3 to 1E20/cm 3 .
  • the plurality of first contact electrodes 151 constituting the first electrode 150 may be respectively disposed on the plurality of contact semiconductors 130 .
  • the first contact electrode 151 includes aluminum (Al), chromium (Cr), palladium (Pd), rhodium (Rh), platinum (Pt), titanium (Ti), nickel (Ni), gold (Au), indium ( In), tin (Sn), tungsten (W), and copper (Cu).
  • the plurality of first cover electrodes 152 may be respectively disposed on the plurality of first contact electrodes 151 .
  • the first cover electrode 152 is aluminum (Al), chromium (Cr), palladium (Pd), rhodium (Rh), platinum (Pt), titanium (Ti), nickel (Ni), gold (Au), indium ( In), tin (Sn), tungsten (W), and copper (Cu).
  • the material of the first cover electrode 152 may be different from that of the first contact electrode 151 .
  • the first cover electrode 152 may be composed of a Ti/Au/Ni/Ti layer. However, it is not necessarily limited thereto, and the material of the first cover electrode 152 may be the same as that of the first contact electrode 151 .
  • the second contact electrode 161 constituting the second electrode 150 may be disposed on the light emitting part P1.
  • the second contact electrode 161 includes aluminum (Al), chromium (Cr), palladium (Pd), rhodium (Rh), platinum (Pt), titanium (Ti), nickel (Ni), gold (Au), indium ( In), tin (Sn), tungsten (W), and copper (Cu).
  • the second contact electrode 161 may include a Ni/Au or Ni/Rh layer. However, it is not necessarily limited thereto, and the second contact electrode 161 may include various structures and materials to effectively block UV light emitted from the active layer 122 . According to the embodiment, since UV light is blocked by the second contact electrode 161, light extraction efficiency is improved.
  • the second contact electrode 161 may be disposed on the second conductive semiconductor layer 123 exposed through the second through hole 141b of the first insulating layer 141 .
  • the second cover electrode 162 may be disposed on the second contact electrode 161 .
  • the second cover electrode 162 includes aluminum (Al), chromium (Cr), palladium (Pd), rhodium (Rh), platinum (Pt), titanium (Ti), nickel (Ni), gold (Au), indium ( In), tin (Sn), tungsten (W), and copper (Cu).
  • a material of the second cover electrode 162 may be different from that of the second contact electrode 161 . However, the material of the second cover electrode 162 may be the same as that of the second contact electrode 161, but is not necessarily limited thereto.
  • the second cover electrode 162 may be composed of a Ti/Au/Ni/Ti layer.
  • the material of the second cover electrode 162 may be the same as that of the first cover electrode 152 .
  • the second electrode 160 may have a plurality of through holes 160a exposing the plurality of first electrodes 150 .
  • FIG. 8A is a plan view showing a state in which a second insulating layer is formed.
  • Figure 8b is a cross-sectional view of Figure 8a.
  • the second insulating layer 142 is entirely disposed on the first electrode 150 and the second electrode 160 and exposes the plurality of first electrodes 150 . It may include three openings 142a and a plurality of fourth openings 142b exposing the second electrode 160 .
  • the plurality of third openings 142a may be formed on the plurality of first electrodes 150 and the plurality of fourth openings 142b may be disposed on the second electrode 160 .
  • the number of the plurality of third openings 142a may be formed equal to the number of the plurality of first electrodes 150 . Accordingly, the number of the plurality of third openings 142a may be greater than the number of the plurality of fourth openings 142b, and the diameter of the plurality of third openings 142a is greater than the diameter of the plurality of fourth openings 142b. can be small However, the diameter of the plurality of third openings 142a may be equal to or larger than the diameter of the plurality of fourth openings 142b.
  • a material of the second insulating layer 142 may be different from that of the first insulating layer 141 .
  • the second insulating layer 142 may be an inter-metal dielectric (IMD).
  • IMD inter-metal dielectric
  • the second insulating layer 142 may be at least one selected from the group consisting of SiO 2 , SixOy, Si 3 N 4 , SixNy, SiOxNy, Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like.
  • FIG. 9A is a plan view illustrating a state in which a first connection electrode and a second connection electrode are formed.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view in the direction F-F' of FIG. 9A.
  • 9C is a cross-sectional view in the direction G-G' of FIG. 9A.
  • the first connection electrode 153 is entirely formed on the light emitting structure 120, and a plurality of second through holes 153a in which the second connection electrode 163 can be formed are formed. can be formed
  • the first connection electrode 153 may be disposed on the second insulating layer 142 and electrically connected to the plurality of first cover electrodes 152 through the third opening 142a of the second insulating layer 142. .
  • the plurality of second connection electrodes 163 are disposed on the second insulating layer 142 and electrically connected to the plurality of second cover electrodes 162 through the fourth openings 142b of the second insulating layer 142.
  • An area of the first connection electrode 153 may be larger than that of the second connection electrode 163 .
  • the second connection electrode 163 is divided into a plurality of pieces, but it is not necessarily limited thereto, and the second connection electrode may be formed of a single layer connecting a plurality of second electrodes. In this case, an additional insulating layer may be further included.
  • FIG. 10A is a plan view showing a state in which a third insulating layer is formed.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view in the direction H-H' of FIG. 10A.
  • FIG. 10C is a cross-sectional view in the direction II' of FIG. 10A.
  • the third insulating layer 143 is entirely formed on the first connection electrode 153, and includes a plurality of fifth openings 143a exposing the first connection electrode 153 and a plurality of fifth openings 143a.
  • a plurality of sixth openings 143b exposing the second connection electrodes 163 may be included.
  • the number of the plurality of fifth openings 143a may be the same as the number of the plurality of sixth openings 143b, but is not necessarily limited thereto and the number of openings may be variously modified.
  • a diameter of the plurality of fifth openings 143a may be greater than a diameter of the plurality of sixth openings 143b. However, the diameter of the plurality of fifth openings 143a may be the same as or smaller than the diameter of the plurality of sixth openings 143b.
  • the third insulating layer 143 may be an inter-metal dielectric (IMD). However, it is not necessarily limited to this, and the material of the first insulating layer 141 and the second insulating layer 142 may be the same.
  • the third insulating layer 143 may be at least one selected from the group consisting of SiO 2 , SixOy, Si 3 N 4 , SixNy, SiOxNy, Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like.
  • FIG. 11A is a plan view showing a state in which a first pad and a second pad are formed.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view in the direction J-J′ of FIG. 11A.
  • FIG. 11C is a cross-sectional view in the direction K-K' of FIG. 11A.
  • the first pad 170a is disposed on the third insulating layer 143, and through the fifth opening 143a of the third insulating layer 143, the first connection electrode ( 153) and the plurality of contact semiconductors 130.
  • the second pad 170b is disposed on the third insulating layer 143, and the second connection electrode 163 and the second conductive semiconductor layer ( 123) and electrically connected.
  • the light source device may include a sterilization device, a curing device, a lighting device, a display device, and a vehicle lamp. That is, the UV light emitting device may be applied to various electronic devices in the form of a light emitting device package disposed in a case (body).
  • the sterilization device may sterilize a desired area by including an ultraviolet light emitting device according to an embodiment.
  • the sterilization device may be applied to household appliances such as water purifiers, air conditioners, and refrigerators, but is not necessarily limited thereto. That is, the sterilization device can be applied to various products (eg, medical devices) requiring sterilization.
  • the water purifier may include a sterilization device according to the embodiment to sterilize circulating water.
  • the sterilization device may be disposed at a nozzle through which water circulates or an outlet to irradiate ultraviolet rays.
  • the sterilization device may include a waterproof structure.
  • the curing device may be provided with an ultraviolet light emitting device according to an embodiment to cure various types of liquids.
  • Liquid may be the lightest concept that includes all various materials that are hardened when irradiated with ultraviolet rays.
  • the curing device may cure various types of resins.
  • the curing device may be applied to curing cosmetic products such as nail polish.
  • the lighting device may include a light source module including a substrate and the UV light emitting device of the embodiment, a heat dissipation unit dissipating heat from the light source module, and a power supply unit that processes or converts an electrical signal received from the outside and provides it to the light source module.
  • the lighting device may include a lamp, a head lamp, or a street lamp.
  • 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 constitute a backlight unit.

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Abstract

실시예는, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층이 노출되는 복수 개의 제1 관통홀을 포함하는 발광 구조물; 상기 복수 개의 제1 관통홀에 배치되고 상기 제1 도전형 반도체층보다 알루미늄 조성이 낮은 복수 개의 컨택 반도체; 상기 복수 개의 컨택 반도체 상에 배치되는 복수 개의 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극; 및 상기 복수 개의 제1 전극을 연결하는 제1 연결 전극을 포함하는 자외선 발광소자를 개시한다.

Description

자외선 발광소자
실시예는 자외선 발광소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)는 전기 에너지를 빛으로 변환시키는 중요한 고체 소자의 일종으로서, 일반적으로 2개의 상반된 도핑층 사이에 개재된 반도체 재료의 활성층을 포함한다. 2개의 도핑층 양단에 바이어스가 인가되면, 정공과 전자가 활성층으로 주입된 후 그곳에서 재결합되어 빛이 발생된다. 활성 영역에서 발생된 빛은 모든 방향으로 방출되어 모든 노출 표면을 통해 반도체 칩 밖으로 탈출한다. LED의 패키징은 일반적으로 탈출하는 빛을 희망하는 출력 방출 형태로 지향하는데 사용된다.
최근 수처리 및 살균제품 등의 수요가 급증함에 따라 자외선 발광소자에 대한 관심이 높아지고 있다. 고출력 자외선 발광소자에 대한 요구가 커짐에 따라 광출력을 향상시키기 위한 많은 연구 개발이 진행되고 있다.
그러나, 자외선 발광소자는 가시광 발광소자에 비해 전류 분산 효율이 떨어져 발광 효율이 감소하는 문제가 있다.
실시예는 발광 효율이 개선된 자외선 발광소자를 제공한다.
실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 자외선 발광소자는, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층이 노출되는 복수 개의 제1 관통홀을 포함하는 발광 구조물; 상기 복수 개의 제1 관통홀에 배치되고 상기 제1 도전형 반도체층보다 알루미늄 조성이 낮은 복수 개의 컨택 반도체; 상기 복수 개의 컨택 반도체 상에 배치되는 복수 개의 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극; 및 상기 복수 개의 제1 전극을 연결하는 제1 연결 전극을 포함한다.
상기 발광 구조물 상에 배치되고 상기 제1 관통홀과 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 제1 개구부 및 상기 제2 도전형 반도체층이 노출되는 제2 개구부를 포함하는 제1 절연층; 및 상기 복수 개의 제1 전극과 상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 복수 개의 제1 전극이 노출되는 복수 개의 제3 개구부 및 상기 제2 전극이 노출되는 복수 개의 제4 개구부를 포함하는 제2 절연층을 포함하고, 상기 제1 연결 전극은 상기 제3 개구부를 통해 상기 복수 개의 제1 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 복수 개의 제3 개구부의 개수는 상기 복수 개의 제4 개구부의 개수보다 많을 수 있다.
상기 복수 개의 제3 개구부의 직경은 상기 복수 개의 제4 개구부의 직경보다 작을 수 있다.
상기 제1 연결 전극은 상기 복수 개의 제4 개구부를 노출하는 복수 개의 제2 관통홀을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 제2 전극 상에 각각 배치되는 복수 개의 제2 연결 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 연결 전극과 상기 제2 연결 전극 상에 배치되는 제3 절연층을 포함하고, 상기 제3 절연층은 상기 제1 연결 전극을 노출하는 복수 개의 제5 개구부 및 상기 제2 연결 전극을 노출하는 복수 개의 제6 개구부를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 제5 개구부의 직경은 상기 복수 개의 제6 개구부의 직경보다 클 수 있다.
상기 복수 개의 제5 개구부의 개수는 상기 복수 개의 제6 개구부의 개수와 동일할 수 있다.
상기 제3 절연층 상에 배치되는 제1 패드 및 제2 패드를 포함하고, 상기 제1 패드는 상기 복수 개의 제5 개구부를 통해 상기 제1 연결 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 패드는 상기 복수 개의 제6 개구부를 통해 상기 복수 개의 제2 연결 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에 따르면, 자외선 발광소자의 발광 효율이 개선될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 발광소자의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 방향 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B' 방향 단면도이다.
도 4는 도 2의 A 부분 확대도이다.
도 5a는 발광 구조물의 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 C-C' 방향 단면도이다.
도 6a는 복수 개의 컨택 반도체가 형성된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 6b는 6a의 D-D' 방향 단면도이다.
도 7a는 제1 전극과 제2 전극이 형성된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 7b는 도 7a의 E-E' 방향 단면도이다.
도 8은 제2 절연층이 형성된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 9a는 제1 연결 전극과 제2 연결 전극이 형성된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 9b는 도 9a의 F-F' 방향 단면도이다.
도 9c는 도 9a의 G-G' 방향 단면도이다.
도 10a는 제3 절연층이 형성된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 10b는 도 10a의 H-H' 방향 단면도이다.
도 10c는 도 10a의 I-I' 방향 단면도이다.
도 11a는 제1 패드와 제2 패드가 형성된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 11b는 도 11a의 J-J' 방향 단면도이다.
도 11c는 도 11a의 K-K' 방향 단면도이다.
본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 평면도이다. 도 2는 도 1의 A-A' 방향 단면도이다. 도 3은 도 1의 B-B' 방향 단면도이다. 도 4는 도 3의 A 부분 확대도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조물(120)은 자외선 파장대의 광을 출력할 수 있다. 예시적으로 발광 구조물(120)은 근자외선 파장대의 광(UV-A)을 출력할 수도 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)을 출력할 수도 있고, 심자외선 파장대의 광(UV-C)을 출력할 수 있다.
예시적으로, 근자외선 파장대의 광(UV-A)은 320nm 내지 420nm 범위에서 피크 파장을 가질 수 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)은 280nm 내지 320nm 범위에서 피크 파장을 가질 수 있으며, 심자외선 파장대의 광(UV-C)은 100nm 내지 280nm 범위에서 피크 파장을 가질 수 있다.
발광 구조물(120)이 자외선 파장대의 광을 발광하기 위해 발광 구조물(120)의 각 반도체층은 알루미늄(Al)을 포함하는 Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1, 0<y1≤1, 0≤x1+y1≤1) 물질로 구성될 수 있다. 여기서, Al의 조성은 In 원자량과 Ga 원자량 및 Al 원자량을 포함하는 전체 원자량과 Al 원자량의 비율로 나타낼 수 있다. 예를 들어, Al 조성이 40%인 경우 Ga의 조성은 60%인 Al0.4Ga0.6N일 수 있다.
또한 실시 예의 설명에 있어서 조성이 낮거나 높다라는 의미는 각 반도체층의 조성 %의 차이로 이해될 수 있다. 예를 들면, 제1 반도체층의 알루미늄 조성이 30%이고 제2 반도체층의 알루미늄 조성이 60%인 경우, 제2 반도체층의 알루미늄 조성은 제1 반도체층의 알루미늄 조성보다 30% 더 높다고 표현할 수 있다.
기판(110)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 기판(110)은 자외선 파장대의 광이 투과할 수 있는 투광 기판일 수 있다.
버퍼층(미도시)은 기판(110)과 반도체층들 사이의 격자 부정합을 완화할 수 있다. 버퍼층은 Ⅲ족과 Ⅴ족 원소가 결합된 형태이거나 AlN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층은 AlN일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 버퍼층은 도펀트를 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
제1 도전형 반도체층(121)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121)은 Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1, 0<y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 AlGaN, AlN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 제1 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제1도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제1도펀트가 도핑된 제1 도전형 반도체층(121)은 n형 반도체층일 수 있다.
활성층(122)은 제1 도전형 반도체층(121)과 제2 도전형 반도체층(123) 사이에 배치될 수 있다. 활성층(122)은 제1 도전형 반도체층(121)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2 도전형 반도체층(123)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(122)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 자외선 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.
활성층(122)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(122)의 구조는 이에 한정하지 않는다.
활성층(122)은 복수 개의 우물층과 장벽층을 포함할 수 있다. 우물층과 장벽층은 Inx2Aly2Ga1-x2-y2N(0≤x2≤1, 0<y2≤1, 0≤x2+y2≤1)의 조성식을 가질 수 있다. 우물층은 발광하는 파장에 따라 알루미늄 조성이 달라질 수 있다. 알루미늄 조성이 높아질수록 우물층에서 발광하는 파장은 짧아질 수 있다.
제2 도전형 반도체층(123)은 활성층(122) 상에 형성되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(123)에 제2 도펀트가 도핑될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(123)은 Inx5Aly2Ga1-x5-y2N(0≤x5≤1, 0<y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제2 도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제2 도펀트가 도핑된 제2 도전형 반도체층(123)은 p형 반도체층일 수 있다.
활성층(122)과 제2 도전형 반도체층(123) 사이에는 전자 차단층(Electron-Blocking Layer; EBL)이 배치될 수 있다. 전자 차단층(미도시)은 활성층(122)의 전자(electron)의 이탈을 감소시킬 수 있다.
발광 구조물(120)은 메사 식각에 의해 활성층(122) 및 제2 도전형 반도체층(123)이 일부 제거됨으로써 제1 도전형 반도체층(121)이 노출된 식각 영역(P2) 및 활성층(122) 및 제2 도전형 반도체층(123)이 잔존하는 발광부(P1)가 형성될 수 있다.
자외선 발광 소자는 청색광을 방출하는 발광 소자에 비해 측면으로 발광하는 TM(Transverse Magnetic mode) 모드의 발광 확률이 상대적으로 높기 때문에 활성층(122)의 측면을 최대한 넓히는 것이 유리할 수 있다. 실시예는 발광 구조물(120)에 복수 개의 관통홀(H1)이 형성되어 활성층(122)의 측면을 노출시킴으로써 발광 효율을 개선할 수 있다.
발광 구조물(120)은 메사 식각에 의해 노출된 제1 도전형 반도체층(121) 상에 선택적으로 재성장한 복수 개의 컨택 반도체(130)를 포함할 수 있다. 복수 개의 컨택 반도체(재성장 반도체, 130)는 복수 개의 제1 관통홀(H1)에 노출된 제1 도전형 반도체층(121) 상에 각각 배치될 수 있다.
복수 개의 컨택 반도체(130)는 선택적으로 재성장된 n형 반도체층일 수 있다. 컨택 반도체(130)의 알루미늄 조성은 제1 도전형 반도체층(121)보다 작을 수 있다. 예시적으로 컨택 반도체(130)의 알루미늄 조성은 0% 내지 30%일 수 있다. 컨택 반도체(130)는 GaN 또는 AlGaN일 수 있다. 이러한 구성에 의하면 제1 컨택 전극(151)과 컨택 반도체(130)의 오믹 저항이 낮아져 동작 전압이 낮아질 수 있다.
컨택 반도체(130)를 구성하는 물질은 제1 도전형 반도체층(121)과 동일할 수 있다. 예시적으로 제1 도전형 반도체층(121)과 컨택 반도체(130)의 조성은 모두 AlGaN일 수 있다. 컨택 반도체(130)는 제1 도펀트(Si)가 1E17/cm3 내지 1E20/cm3의 농도로 포함될 수 있다.
컨택 반도체(130)는 알루미늄 조성이 다른 제1 컨택 반도체와 제2 컨택 반도체가 복수 회 적층되는 초격자 구조를 가질 수 있다. 제1 컨택 반도체의 알루미늄 조성은 제2 컨택 반도체의 알루미늄 조성보다 높을 수 있다. 제1 컨택 반도체와 제2 컨택 반도체의 두께는 각각 5nm 내지 10nm일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
제1 컨택 반도체는 AlxGa1-xN(0.6≤x≤1)의 조성식을 만족할 수 있고, 제2 컨택 반도체는 AlyGa1-yN(0≤y≤0.5)의 조성식을 만족할 수 있다. 예시적으로 제1 컨택 반도체는 AlGaN이고 제2 컨택 반도체는 GaN일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제1 컨택 반도체와 제2 컨택 반도체는 모두 AlGaN일 수도 있다. 이때도 제1 컨택 반도체의 알루미늄 조성은 제2 컨택 반도체의 알루미늄 조성보다 높을 수 있다.
이러한 초격자 구성에 의하면, 자외선 광 흡수를 최소화하면서도 격자 부정합에 의한 스트레스를 저하시켜 소자 안정성을 개선할 수 있다.
제1 절연층(141)은 식각 영역(P2), 발광부(P1)의 측면, 및 발광부(P1)의 상면의 일부 영역에 배치될 수 있다. 제1 절연층(141)은 식각 영역(P2)에서 제1 도전형 반도체층(121)을 노출시키는 제1 개구부(141a)와 제2 도전형 반도체층(123)을 노출시키는 제2 개구부(141b)를 포함할 수 있다.
제1 절연층(141)은 식각 영역(P2)의 일부를 노출시켜 컨택 반도체(130)를 재성장시키는 면적을 조절할 수 있다. 제1 절연층(141)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택될 수 있다.
재성장 면적이 넓은 경우 재성장 속도가 상대적으로 빨라지나 컨택 반도체(130)의 표면이 거칠어질 수 있다. 이와 반대로 재성장 면적이 좁은 경우 재성장 속도가 상대적으로 느려지나 표면이 매끄러워질 수 있다. 따라서, 실시예에 따르면, 제1 개구부의 면적을 조절하여 재성장이 상대적으로 빠른 시간에 완료되면서도 표면의 거칠기(Roughness)가 낮은 재성장층을 형성할 수 있다.
복수 개의 제1 컨택 전극(151)은 복수 개의 컨택 반도체(130) 상에 각각 배치될 수 있다. 제1 컨택 전극(151)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 금(Au), 인듐(In), 주석(Sn), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
예시적으로 제1 컨택 전극(151)은 Cr, Ti, TiN 중 적어도 하나를 포함하는 제1 층 및 Al, Rh, Pt 중 적어도 하나를 포함하는 제2 층으로 구성될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제1 컨택 전극(151)은 식각 영역(P2)으로 방출되는 자외선 광을 효과적으로 차단할 수 있도록 다양한 구조 및 재질을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 컨택 전극(151)에 의해 자외선 광이 차단되므로 광 추출 효율이 개선되는 효과가 있다.
제1 컨택 전극(151)은 제1 절연층(141)의 상부로 연장될 수 있다. 또한, 제1 컨택 전극(151)은 제1 절연층(141)과 컨택 반도체층(130) 사이에 삽입되는 돌출부(151a)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의하면 제1 컨택 전극(151)의 반사 면적이 넓어져 광 추출 효율이 개선될 수 있다. 따라서, 컨택 반도체(130)의 전체 영역은 수직방향으로 제1 컨택 전극(151)과 오버랩되고, 제1 컨택 전극(151)의 면적은 컨택 반도체(130)의 면적보다 클 수 있다.
복수 개의 제1 커버 전극(152)은 복수 개의 제1 컨택 전극(151) 상에 각각 배치될 수 있다. 제1 커버 전극(152)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 금(Au), 인듐(In), 주석(Sn), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
제1 커버 전극(152)의 재질은 제1 컨택 전극(151)과 상이할 수 있다. 예시적으로 제1 커버 전극(152)은 Ti/Au/Ni/Ti 층으로 구성될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제1 커버 전극(152)의 재질은 제1 컨택 전극(151)과 동일할 수도 있다. 제1 컨택 전극(151)과 제1 커버 전극(152)은 제1 전극(150)을 구성할 수 있다.
제2 컨택 전극(161)은 발광부(P1) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 제2 컨택 전극(161)은 복수 개의 홀이 형성된 하나의 층으로 구성될 수 있다. 제2 컨택 전극(161)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 금(Au), 인듐(In), 주석(Sn), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
예시적으로 제2 컨택 전극(161)은 Ni/Au 또는 Ni/Rh층을 포함할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제2 컨택 전극(161)은 활성층(122)에서 방출되는 자외선 광을 효과적으로 차단할 수 있도록 다양한 구조 및 재질을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 제2 컨택 전극(161)에 의해 자외선 광이 차단되므로 광 추출 효율이 개선되는 효과가 있다.
제2 컨택 전극(161)은 제1 절연층(141)의 제2 관통홀(141b)로 노출된 제2 도전형 반도체층(123) 상에 배치될 수 있다. 제2 커버 전극(162)은 제2 컨택 전극(161) 상에 배치될 수 있다. 제2 커버 전극(162)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 금(Au), 인듐(In), 주석(Sn), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 제2 커버 전극(162)의 재질은 제2 컨택 전극(161)과 상이할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제2 커버 전극(162)의 재질은 제2 컨택 전극(161)과 동일할 수도 있다.
제2 커버 전극(162)은 Ti/Au/Ni/Ti 층으로 구성될 수 있다. 제2 커버 전극(162)의 재질은 제1 커버 전극(152)의 재질과 동일할 수 있다.
제2 커버 전극(162)은 제1 절연층(141)의 상부로 연장될 수 있다. 또한, 제1 제2 커버 전극(162)은 제1 절연층(141)과 제2 컨택 전극(161) 사이에 삽입되는 제2 돌출부(162a)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의하면 제2 커버 전극(151)의 반사 면적이 넓어져 광 추출 효율이 개선될 수 있다. 따라서, 제2 커버 전극(162)의 면적은 제2 컨택 전극(161)의 면적보다 클 수 있다.
제2 컨택 전극(161)과 제2 커버 전극(162)은 제2 전극(160)을 구성할 수 있으며 복수 개의 제1 관통홀(H1)과 대응되는 복수 개의 관통홀을 포함할 수 있다.
제2 절연층(142)은 제1 커버 전극(152)과 제2 커버 전극(162)을 전체적으로 덮고, 제1 커버 전극(152)을 노출시키는 제3 개구부(142a) 및 제2 커버 전극(162)을 노출시키는 제4 개구부(142b)를 포함할 수 있다.
제2 절연층(142)의 재질은 제1 절연층(141)의 재질과 상이할 수 있다. 예시적으로 제2 절연층(142)은 금속간 절연막(IMD, Inter-Metal Dielectric)일 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제1 절연층(141)의 재질과 제2 절연층(142)의 재질은 동일할 수도 있다. 제2 절연층(142)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택될 수 있다.
제1 연결 전극(153)은 제2 절연층(142) 상에 배치되고 제2 절연층(142)의 제3 개구부(142a)를 통해 복수 개의 제1 커버 전극(152)과 전기적으로 연결할 수 있다.
복수 개의 제2 연결 전극(163)은 제2 절연층(142) 상에 배치되고 제2 절연층(142)의 제4 개구부(142b)를 통해 복수 개의 제2 커버 전극(162)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 연결 전극(153)은 복수 개의 제2 연결 전극(163)이 배치되는 제2 관통홀(153a)을 포함할 수 있다.
제3 절연층(143)은 제1 연결 전극(153)과 제2 연결 전극(163) 상에 배치되고, 제1 연결 전극(153)이 노출되는 제5 개구부(143a) 및 제2 연결 전극(163)이 노출되는 제6 개구부(143b)를 포함할 수 있다.
제1 패드(170a)는 제3 절연층(143) 상에 배치되고, 제3 절연층(143)의 제5 개구부(143a)를 통해 제1 연결 전극(153) 및 복수 개의 컨택 반도체(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 패드(170b)는 제3 절연층(143) 상에 배치되고, 제3 절연층(143)의 제6 개구부(143b)를 통해 제2 연결 전극(163) 및 제2 도전형 반도체층(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5a는 발광 구조물의 평면도이다. 도 5b는 도 5a의 C-C' 방향 단면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 발광 구조물(120)은 기판(110) 상에 에피 성장될 수 있다. 발광 구조물(120)은 외측이 메사 식각되고 내측에는 복수 개의 제1 관통홀(H1)이 형성되어 제1 도전형 반도체층(121)이 노출되는 식각 영역(P2)을 형성할 수 있다. 따라서, 발광부(P1)는 전체적으로 연결되어 하나의 층을 형성할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제1 관통홀(H1)에 의해 발광부(P1)는 복수 개로 분리될 수도 있다.
복수 개의 제1 관통홀(H1)의 개수과 직경은 특별히 한정하지 않는다. 제1 관통홀(H1)의 개수 및 직경은 후술하는 컨택 반도체(130)의 필요한 면적에 따라 조절될 수 있다.
도 6a는 복수 개의 컨택 반도체가 형성된 상태를 보여주는 평면도이다. 도 6b는 6a의 D-D' 방향 단면도이다. 도 7a는 제1 전극과 제2 전극이 형성된 상태를 보여주는 평면도이다. 도 7b는 도 7a의 E-E' 방향 단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제1 절연층(141)은 식각 영역(P2), 발광부(P1)의 측면, 및 발광부(P1)의 상면의 일부 영역에 배치될 수 있다. 제1 절연층(141)은 식각 영역(P2)에서 제1 도전형 반도체층(121)을 노출시키는 제1 개구부(141a)와 제2 도전형 반도체층(123)을 노출시키는 제2 개구부(141b)를 포함할 수 있다.
제1 절연층(141)은 식각 영역(P2)의 일부를 덮어 컨택 반도체(130)를 재성장시킬 면적을 조절할 수 있다. 제1 절연층(141)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택될 수 있다.
컨택 반도체(130)는 제1 관통홀(H1)로 노출된 복수 개의 식각 영역(P2) 상에 선택적으로 재성장될 수 있다. 재성장이란 반도체 에피 성장 공정이 종료된 후 그 위에 다시 반도체층을 성장시키는 것을 의미할 수 있다. 컨택 반도체(130)의 알루미늄 조성은 제1 도전형 반도체층(121)보다 작을 수 있다. 예시적으로 컨택 반도체(130)의 알루미늄 조성은 0% 내지 30%일 수 있다. 컨택 반도체(130)는 GaN 또는 AlGaN일 수 있다. 이러한 구성에 의하면 제1 컨택 전극과 컨택 반도체(130)의 오믹 저항이 낮아져 동작 전압이 낮아질 수 있다.
컨택 반도체(130)를 구성하는 물질은 제1 도전형 반도체층(121)과 동일할 수 있다. 예시적으로 제1 도전형 반도체층(121)과 컨택 반도체(130)의 조성은 모두 AlGaN일 수 있다. 컨택 반도체(130)는 제1 도펀트(Si)가 1E17/cm3 내지 1E20/cm3의 농도로 포함될 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제1 전극(150)을 구성하는 복수 개의 제1 컨택 전극(151)은 복수 개의 컨택 반도체(130) 상에 각각 배치될 수 있다. 제1 컨택 전극(151)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 금(Au), 인듐(In), 주석(Sn), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
복수 개의 제1 커버 전극(152)은 복수 개의 제1 컨택 전극(151) 상에 각각 배치될 수 있다. 제1 커버 전극(152)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 금(Au), 인듐(In), 주석(Sn), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 제1 커버 전극(152)의 재질은 제1 컨택 전극(151)과 상이할 수 있다. 예시적으로 제1 커버 전극(152)은 Ti/Au/Ni/Ti 층으로 구성될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제1 커버 전극(152)의 재질은 제1 컨택 전극(151)과 동일할 수도 있다.
제2 전극(150)을 구성하는 제2 컨택 전극(161)은 발광부(P1) 상에 배치될 수 있다. 제2 컨택 전극(161)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 금(Au), 인듐(In), 주석(Sn), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
예시적으로 제2 컨택 전극(161)은 Ni/Au 또는 Ni/Rh층을 포함할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제2 컨택 전극(161)은 활성층(122)에서 방출되는 자외선 광을 효과적으로 차단할 수 있도록 다양한 구조 및 재질을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 제2 컨택 전극(161)에 의해 자외선 광이 차단되므로 광 추출 효율이 개선되는 효과가 있다.
제2 컨택 전극(161)은 제1 절연층(141)의 제2 관통홀(141b)로 노출된 제2 도전형 반도체층(123) 상에 배치될 수 있다. 제2 커버 전극(162)은 제2 컨택 전극(161) 상에 배치될 수 있다. 제2 커버 전극(162)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 금(Au), 인듐(In), 주석(Sn), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 제2 커버 전극(162)의 재질은 제2 컨택 전극(161)과 상이할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제2 커버 전극(162)의 재질은 제2 컨택 전극(161)과 동일할 수도 있다.
제2 커버 전극(162)은 Ti/Au/Ni/Ti 층으로 구성될 수 있다. 제2 커버 전극(162)의 재질은 제1 커버 전극(152)의 재질과 동일할 수 있다. 제2 전극(160)은 복수 개의 제1 전극(150)을 노출시키는 복수 개의 관통홀(160a)이 형성될 수 있다.
도 8a은 제2 절연층이 형성된 상태를 보여주는 평면도이다. 도 8b는 도 8a의 단면도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 제2 절연층(142)은 제1 전극(150)과 제2 전극(160) 상에 전체적으로 배치되고, 복수 개의 제1 전극(150)을 노출하는 복수 개의 제3 개구부(142a) 및 제2 전극(160)을 노출하는 복수 개의 제4 개구부(142b)를 포함할 수 있다.
복수 개의 제3 개구부(142a)는 복수 개의 제1 전극(150) 상에 형성될 수 있고, 복수 개의 제4 개구부(142b)는 제2 전극(160) 상에 배치될 수 있다.
복수 개의 제3 개구부(142a)의 개수는 복수 개의 제1 전극(150)의 개수와 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 복수 개의 제3 개구부(142a)의 개수는 복수 개의 제4 개구부(142b)의 개수보다 많은 수 있고, 복수 개의 제3 개구부(142a)의 직경은 복수 개의 제4 개구부(142b)의 직경보다 작을 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 복수 개의 제3 개구부(142a)의 직경은 복수 개의 제4 개구부(142b)의 직경과 동일하거나 더 클 수도 있다.
제2 절연층(142)의 재질은 제1 절연층(141)의 재질과 상이할 수 있다. 예시적으로 제2 절연층(142)은 금속간 절연막(IMD, Inter-Metal Dielectric)일 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제1 절연층(141)의 재질과 제2 절연층(142)의 재질은 동일할 수도 있다. 제2 절연층(142)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택될 수 있다.
도 9a는 제1 연결 전극과 제2 연결 전극이 형성된 상태를 보여주는 평면도이다. 도 9b는 도 9a의 F-F' 방향 단면도이다. 도 9c는 도 9a의 G-G' 방향 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 제1 연결 전극(153)은 발광 구조물(120) 상에 전체적으로 형성되고, 제2 연결 전극(163)이 형성될 수 있는 복수 개의 제2 관통홀(153a)이 형성될 수 있다.
제1 연결 전극(153)은 제2 절연층(142) 상에 배치되고 제2 절연층(142)의 제3 개구부(142a)를 통해 복수 개의 제1 커버 전극(152)과 전기적으로 연결할 수 있다.
복수 개의 제2 연결 전극(163)은 제2 절연층(142) 상에 배치되고 제2 절연층(142)의 제4 개구부(142b)를 통해 복수 개의 제2 커버 전극(162)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 연결 전극(153)의 면적은 제2 연결 전극(163)의 면적보다 클 수 있다. 실시예에서는 제2 연결 전극(163)이 복수 개로 분리된 것을 예시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제2 연결 전극은 복수 개의 제2 전극을 연결하는 하나의 층으로 구성될 수도 있다. 이 경우 추가적인 절연층이 더 포함될 수 있다.
도 10a는 제3 절연층이 형성된 상태를 보여주는 평면도이다. 도 10b는 도 10a의 H-H' 방향 단면도이다. 도 10c는 도 10a의 I-I' 방향 단면도이다.
도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 제3 절연층(143)은 제1 연결 전극(153) 상에 전체적으로 형성되고, 제1 연결 전극(153)을 노출시키는 복수 개의 제5 개구부(143a) 및 복수 개의 제2 연결 전극(163)을 노출시키는 복수 개의 제6 개구부(143b)를 포함할 수 있다.
복수 개의 제5 개구부(143a)의 개수는 복수 개의 제6 개구부(143b)의 개수와 동일할 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 개구부의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
복수 개의 제5 개구부(143a)의 직경은 복수 개의 제6 개구부(143b)의 직경보다 클 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개의 제5 개구부(143a)의 직경은 복수 개의 제6 개구부(143b)의 직경과 동일하거나 더 작을 수도 있다.
제3 절연층(143)은 금속간 절연막(IMD, Inter-Metal Dielectric)일 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제1 절연층(141) 및 제2 절연층(142)의 재질과 동일할 수도 있다. 제3 절연층(143)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택될 수 있다.
도 11a는 제1 패드와 제2 패드가 형성된 상태를 보여주는 평면도이다. 도 11b는 도 11a의 J-J' 방향 단면도이다. 도 11c는 도 11a의 K-K' 방향 단면도이다.
도 11 a 내지 도 11c를 참조하면, 제1 패드(170a)는 제3 절연층(143) 상에 배치되고, 제3 절연층(143)의 제5 개구부(143a)를 통해 제1 연결 전극(153) 및 복수 개의 컨택 반도체(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 패드(170b)는 제3 절연층(143) 상에 배치되고, 제3 절연층(143)의 제6 개구부(143b)를 통해 제2 연결 전극(163) 및 제2 도전형 반도체층(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 자외선 발광소자는 다양한 종류의 광원 장치에 적용될 수 있다. 예시적으로 광원장치는 살균 장치, 경화 장치, 조명 장치, 및 표시 장치 및 차량용 램프 등을 포함하는 개념일 수 있다. 즉, 자외선 발광소자는 케이스(몸체)에 배치되는 발광소자 패키지 형태로 다양한 전자 디바이스에 적용될 수 있다.
살균 장치는 실시 예에 따른 자외선 발광소자를 구비하여 원하는 영역을 살균할 수 있다. 살균 장치는 정수기, 에어컨, 냉장고 등의 생활 가전에 적용될 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 즉, 살균 장치는 살균이 필요한 다양한 제품(예: 의료 기기)에 모두 적용될 수 있다.
예시적으로 정수기는 순환하는 물을 살균하기 위해 실시 예에 따른 살균 장치를 구비할 수 있다. 살균 장치는 물이 순환하는 노즐 또는 토출구에 배치되어 자외선을 조사할 수 있다. 이때, 살균 장치는 방수 구조를 포함할 수 있다.
경화 장치는 실시 예에 따른 자외선 발광소자를 구비하여 다양한 종류의 액체를 경화시킬 수 있다. 액체는 자외선이 조사되면 경화되는 다양한 물질을 모두 포함하는 최광의 개념일 수 있다. 예시적으로 경화장치는 다양한 종류의 레진을 경화시킬 수 있다. 또는 경화장치는 매니큐어와 같은 미용 제품을 경화시키는 데 적용될 수도 있다.
조명 장치는 기판과 실시예의 자외선 발광소자를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열부 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 또한, 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등을 포함할 수 있다.
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 구성할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층이 노출되는 복수 개의 제1 관통홀을 포함하는 발광 구조물;
    상기 복수 개의 제1 관통홀에 배치되고 상기 제1 도전형 반도체층보다 알루미늄 조성이 낮은 복수 개의 컨택 반도체;
    상기 복수 개의 컨택 반도체 상에 배치되는 복수 개의 제1 전극;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극; 및
    상기 복수 개의 제1 전극을 연결하는 제1 연결 전극을 포함하는 자외선 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 구조물 상에 배치되고 상기 제1 관통홀과 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 제1 개구부 및 상기 제2 도전형 반도체층이 노출되는 제2 개구부를 포함하는 제1 절연층; 및
    상기 복수 개의 제1 전극과 상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 복수 개의 제1 전극이 노출되는 복수 개의 제3 개구부 및 상기 제2 전극이 노출되는 복수 개의 제4 개구부를 포함하는 제2 절연층을 포함하고,
    상기 제1 연결 전극은 상기 제3 개구부를 통해 상기 복수 개의 제1 전극과 전기적으로 연결되는 자외선 발광소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 제3 개구부의 개수는 상기 복수 개의 제4 개구부의 개수보다 많은 자외선 발광소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 제3 개구부의 직경은 상기 복수 개의 제4 개구부의 직경보다 작은 자외선 발광소자.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 연결 전극은 상기 복수 개의 제4 개구부를 노출하는 복수 개의 제2 관통홀을 포함하는 자외선 발광소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 전극 상에 각각 배치되는 복수 개의 제2 연결 전극을 포함하는 자외선 발광소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 연결 전극과 상기 제2 연결 전극 상에 배치되는 제3 절연층을 포함하고,
    상기 제3 절연층은 상기 제1 연결 전극을 노출하는 복수 개의 제5 개구부 및 상기 제2 연결 전극을 노출하는 복수 개의 제6 개구부를 포함하는 자외선 발광소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수 개의 제5 개구부의 직경은 상기 복수 개의 제6 개구부의 직경보다 큰 자외선 발광소자.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수 개의 제5 개구부의 개수는 상기 복수 개의 제6 개구부의 개수와 동일한 자외선 발광소자.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제3 절연층 상에 배치되는 제1 패드 및 제2 패드를 포함하고,
    상기 제1 패드는 상기 복수 개의 제5 개구부를 통해 상기 제1 연결 전극과 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 패드는 상기 복수 개의 제6 개구부를 통해 상기 복수 개의 제2 연결 전극과 전기적으로 연결되는 자외선 발광소자.
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