(57)【要約】【課題】新しい電極構造を含む半導体発光素子を提供する。【解決手段】ある態様の半導体発光素子は、第１導電型半導体層と；前記第１導電型半導体層の第１部分の上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第１電極と；前記第１電極をカバーする絶縁層と；及び前記絶縁層上に直接接触する第１部分と、前記第１導電型半導体層の第１部分とは異なる前記第１導電型半導体層の第２部分の上に第２部分とを備えた電極層と；を含む。【選択図】図１
2010153870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層の第１部分の上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第１電極と、
前記第１電極をカバーする絶縁層と、
前記絶縁層上に直接接触する第１部分と、前記第１導電型半導体層の第１部分とは異なる前記第１導電型半導体層の第２部分の上に第２部分とを備えた電極層と、
を含む半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１導電型半導体層はＮ型半導体層またはＰ型半導体層を含む、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１導電型半導体層上に活性層と、及び前記活性層と前記電極層の間に第２導電型半導体層を含む、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１電極の一部分を露出させるために前記電極層及び前記絶縁層内に形成された開口部と、
前記第１電極の露出された部分の上及び前記開口部内に形成された第１電極パッドを含む、
請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記電極層及び前記第２導電型半導体層中少なくとも１つに電気的に連結された第２電極パッドと、
前記電極層上に形成されて、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第２電極を含む、
請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記電極層は透明電極層及び反射電極層中いずれか１つを含む、請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記第１電極と第２電極パターンの一部はオーバーラップされる、請求項５に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第１電極は第１パターンに形成され、前記第２電極は第２パターンに形成され、
前記第１及び第２パターンの一部はオーバーラップされる、請求項７に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記第１電極は、前記第２電極に対して平行し、実質的に第２電極の下に配置される、請求項５に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記絶縁層の上面領域は前記第１電極の上面領域より大きい、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第１電極及び第２電極中少なくとも１つは、
直線パターン、曲線パターン、直線及び曲線パターンの混合パターン、１つのパターンから複数に分かれた枝形パターン、多角形パターン、格子状パターン、ドットパターン、菱形パターン、平行四辺形パターン、メッシュパターン、ストライプパターン、十字パターン、放射形パターン、円形パターン、および前記パターン中複数パターンの混合パターン中少なくとも１つのパターンを含む、
請求項５に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
第１導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層の第１部分の上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第１電極と、
前記第１電極をカバーする絶縁層と、
前記絶縁層上に電極層と、
前記第１電極の一部を露出させるために前記電極層及び前記絶縁層内に形成された開口部と、
前記第１電極の露出された部分の上及び前記開口部内に形成された第１電極パッドと、
を含む半導体発光素子。
【請求項１３】
前記第１導電型半導体層は、Ｎ型半導体層及びＰ型半導体層中のいずれか１つである、請求項１２に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第１導電型半導体層上に活性層と、及び前記活性層と前記電極層の間に第２導電型半導体層を含む、請求項１２に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第２導電型半導体層及び前記電極層中少なくとも１つの上に形成される第２電極を含む、請求項１２に記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記第２導電型半導体層と電極層中いずれか１つに電気的に連結された第２電極パッドと、
前記電極層上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第２電極を含む、
請求項１４に記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記電極層は透明電極層及び反射電極層中いずれか１つを含む、請求項１４に記載の半導体発光素子。
【請求項１８】
前記第１電極の一部は前記第２電極の一部とオーバーラップされる、請求項１６に記載の半導体発光素子。
【請求項１９】
前記第１電極は第１パターンに形成され、前記第２電極は第２パターンに形成され、
前記第１電極と前記第２電極の一部はオーバーラップされる、請求項１８に記載の半導体発光素子。
【請求項２０】
前記第１電極は、前記第２電極に対して平行し、実質的に前記第２電極の下に配置される、請求項１６に記載の半導体発光素子。
【請求項２１】
前記絶縁層の上面領域は前記第２電極の上面領域より大きい、請求項１２に記載の半導体発光素子。
【請求項２２】
第１導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層の第１部分の上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第１電極と、
前記第１電極をカバーする絶縁層と、
前記絶縁層上に電極層と、
前記第１導電型半導体層上に活性層と、
前記電極層と前記活性層の間に第２導電型半導体層と、
前記電極層と前記第２導電型半導体層中少なくとも１つに電気的に連結された第２電極パッドと、
前記電極層上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第２電極と、
を含む半導体発光素子。
【請求項２３】
前記第１導電型半導体層は、Ｎ型半導体層とＰ型半導体層中のいずれか１つである、請求項２２に記載の半導体発光素子。
【請求項２４】
前記第１電極の一部を露出させるために前記電極層及び前記絶縁層内に形成された開口部と、
前記第１電極の露出された部分の上及び前記開口部内に形成された第１電極パッドを含む、
請求項２２に記載の半導体発光素子。
【請求項２５】
前記電極層は透明電極層及び反射電極層中いずれか１つを含む、請求項２２に記載の半導体発光素子。
【請求項２６】
前記第１電極の一部は前記第２電極の一部とオーバーラップされる、請求項２２に記載の半導体発光素子。
【請求項２７】
前記第１電極は第１パターンに形成され、前記第２電極は第２パターンに形成され、
前記第１及び第２パターンの一部はオーバーラップされる、請求項２６に記載の半導体発光素子。
【請求項２８】
前記第１電極は、前記第２電極に対して平行し、実質的に第２電極の下に配置される、請求項２２に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は、物理的、化学的特性により、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（ＬＤ）等の発光素子の核心素材として注目されている。ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は通常、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質からなる。
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、化合物半導体の特性を用いることで電気を赤外線または光に変換して、信号を送受信、または光源として使われる半導体素子の一種である。
【０００４】
このような窒化物半導体材料を利用したＬＥＤあるいはＬＤは、光を得るための発光素子に多く用いられており、例えば、携帯電話のキーパット、電光掲示板、照明装置など各種製品の光源として応用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、新しい電極構造を含む半導体発光素子を提供する。
【０００６】
また、本発明は、第１導電型半導体層上に少なくとも１つの枝（branch）形状の第１電極を含む半導体発光素子を提供する。
【０００７】
また、本発明は、第１電極と第２電極のパターンの一部がオーバーラップ、または交互交錯するように配置された半導体発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様の半導体発光素子は第１導電型半導体層と；前記第１導電型半導体層の第１部分の上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第１電極と；前記第１電極をカバーする絶縁層と；及び前記絶縁層上に直接接触する第１部分と、前記第１導電型半導体層の第１部分とは異なる前記第１導電型半導体層の第２部分の上に第２部分とを備えた電極層と；を含む。
【０００９】
本発明のある態様の半導体発光素子は第１導電型半導体層と；前記第１導電型半導体層の第１部分の上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第１電極と；前記第１電極をカバーする絶縁層と；前記絶縁層上に電極層と；前記第１電極の一部を露出させるために前記電極層及び前記絶縁層内に形成された開口部と；及び前記第１電極の露出された部分の上、及び前記開口部内に形成された第１電極パッドと；を含む。
【００１０】
本発明のある態様の半導体発光素子は第１導電型半導体層と；前記第１導電型半導体層の第１部分の上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第１電極と；前記第１電極をカバーする絶縁層と；前記絶縁層上に電極層と；前記第１導電型半導体層上に活性層と；前記電極層と前記活性層の間に第２導電型半導体層と；前記電極層と前記第２導電型半導体層中少なくとも１つに電気的に連結された第２電極パッドと；前記電極層上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第２電極と；を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光面積を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、第１電極及び第２電極のパターンの配置において制約を受けない。
【００１３】
また、本発明によれば、発光効率を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、活性層に電流を分散して供給することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、枝形状に分岐された第１電極と電極層上に分岐された第２電極によって、電流の拡散効果を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明によれば、枝形状に分岐された第１電極と電極層によって、電流の拡散及び光反射効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施例による半導体発光素子を示す側断面図。
【図２】第２実施例による半導体発光素子を示す斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ線上の断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線上の断面図。
【図５】第３実施例による半導体発光素子を示す斜視図。
【図６】図５の平面図。
【図７】図６のＣ−Ｃ線上の断面図。
【図８】第４実施例による半導体発光素子を示す平面図。
【図９】第４実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図１０】第４実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図１１】第４実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図１２】第４実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図１３】第４実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図１４】第４実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図１５】第４実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図１６】第４実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図１７】第５実施例による半導体発光素子を示す側断面図。
【図１８】第６実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図１９】第６実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図２０】第６実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図２１】第６実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図２２】第６実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図２３】第６実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図２４】第６実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図２５】第６実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図２６】第６実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図２７】第７実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図２８】第７実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図２９】第７実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図３０】第７実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図３１】第７実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図３２】第７実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図３３】第７実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図３４】第７実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図３５】第７実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面。
【図３６】第８実施例による半導体発光素子を示す平面図。
【図３７】第９実施例による半導体発光素子を示す平面図。
【図３８】第１０実施例による半導体発光素子を示す平面図。
【図３９】第１１実施例による半導体発光素子を示す平面図、及びそのＤ−Ｄ線上の断面図。
【図４０】第１１実施例による半導体発光素子を示す平面図、及びそのＤ−Ｄ線上の断面
【図４１】第１２実施例による半導体発光素子を示す平面図。
【図４２】第１３実施例による半導体発光素子を示す平面図。
【図４３】第１４実施例による半導体発光素子を示す平面図。
【図４４】第１５実施例による発光素子パッケージを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る実施例の説明において、各層（膜）、領域、パターン又は構造物が基板、各層（膜）、領域、パッド又はパターンの“上”に又は“下”に形成されると記載される場合、“上”と“下”は直接又は他の層を介在して形成されることを皆含む。また、各層の“上”又は“下”の基準は図面を基準として説明する。
【００１９】
以下、添付された図面を参照しながら本発明を説明する。
【００２０】
図１は、第１実施例による半導体発光素子の側断面図である。図１に示しているように、半導体発光素子１００は基板１１１、第１導電型半導体層１１３、活性層１１５、第２導電型半導体層１１７、透明電極層１１９、第１電極部１３０、１３１、第２電極部１４０、１４５、及び絶縁層１５０を含む。
【００２１】
前記半導体発光素子１００は、化合物半導体、例えば、３族-５族元素の化合物半導体を含むＬＥＤからなることができる。また、前記ＬＥＤは青色、緑色、または赤色などの光を放出する有色ＬＥＤ、またはＵＶ ＬＥＤからなることができ、本発明の技術的範囲内において、多様に具現することができる。
【００２２】
前記基板１１１はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ中少なくとも１つを用いることができ、導電特性または絶縁特性を有する基板を用いることもできる。前記基板１１１の上または／及び下には凹凸パターンを形成することができ、前記凹凸パターンはストライプ形状、レンズ形状、柱形状、角形状などの中いずれか１つからなることができる。
【００２３】
前記基板１１１上にはバッファ層及び／またはundoped半導体層を形成することができる。前記バッファ層はＧａＮ材料と基板材料の格子不整合を緩和することができ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ中少なくとも１つからなることができる。前記undoped半導体層は前記基板１１１または前記バッファ層上に形成することができ、undoped ＧａＮ系半導体からなることができる。
【００２４】
前記基板１１１上には第１導電型半導体層１１３が形成される。前記第１導電型半導体層１１３は、第１導電型ドーパントがドーピングされた半導体層を少なくとも１つと、第１電極接触層を含む。前記第１導電型半導体層１１３は、例えば、Ｎ型半導体層である場合、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ中少なくとも１つからなることができ、前記第１導電型ドーパントはＮ型ドーパントである場合、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどを選択的に含むことができる。
【００２５】
前記第１導電型半導体層１１３上には活性層１１５が形成される。前記活性層１１５は単一量子井戸または多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を持つことができる。前記活性層１１５は、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層、ＧａＮ井戸層／ＡｌＧａＮ障壁層、ＩｎＧａＮ井戸層／ＩｎＧａＮ障壁層からなることができる。前記活性層１１５は、発光させる光の波長によるバンドギャップエネルギーを有する材料から選択される。例えば、波長が４６０〜４７０ｎｍの青色光である場合、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層を一周期とし、単一または多重量子井戸構造からなることができる。前記活性層１１５は、青色波長の光、レッド波長の光、緑色波長の光などの有色光を放出する材料を選択的に含むことができ、本発明の技術的範囲内において変更が可能である。
【００２６】
前記第１導電型半導体層１１３と活性層１１５の間には第１導電型クラッド層を形成することができ、前記第１導電型クラッド層は、Ｎ型半導体層である場合Ｎ型ＡｌＧａＮ層からなることができ、これに限定されない。
【００２７】
前記第２導電型半導体層１１７は第２導電型ドーパントがドーピングされた半導体層が少なくとも１つ形成され、第２電極接触層を含む。前記第２導電型半導体層１１７は、Ｐ型半導体層である場合、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮなどの化合物半導体中いずれか１つからなることができ、第２導電型ドーパントは、Ｐ型ドーパントである場合、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを少なくとも１つを添加することができる。
【００２８】
前記第２導電型半導体層１１７上には第３導電型半導体層（図示しない）が形成され、前記第３導電型半導体層は第２導電型と逆の極性を有する半導体層、例えば、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮなどの化合物半導体中いずれか１つからなることができる。前記第３導電型半導体層は例えば、Ｎ型半導体層である場合、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ中少なくとも１つからなることができ、前記第１導電型ドーパントはＮ型ドーパントである場合、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどを選択的に含むことができる。
【００２９】
発光構造物１２０は前記第１導電型半導体層１１３、活性層１１５及び第２導電型半導体層１１７、または第３導電型半導体層をさらに含むことができる。前記発光構造物１２０はＮ−Ｐ接合構造、Ｐ−Ｎ接合構造、Ｎ−Ｐ−Ｎ接合構造、Ｐ−Ｎ−Ｐ接合構造中いずれか１つの構造からなることができる。
【００３０】
前記第２導電型半導体層１１７または第３導電型半導体層上には透明電極層１１９を形成することができる。前記透明電極層１１９はＩＴＯ（indium tin oxide）、ＩＺＯ（indium zinc oxide）、ＩＺＴＯ（indium zinc tin oxide）、ＩＡＺＯ（indium aluminum zinc oxide）、ＩＧＺＯ（indium gallium zinc oxide）、ＩＧＴＯ（indium gallium tin oxide）、ＡＺＯ（aluminum zinc oxide）、ＡＴＯ（antimony tin oxide）、ＺｎＯ、ＲｕＯｘ、ＴｉＯｘ、ＩｒＯｘ、ＳｎＯ２中少なくとも１つからなることができ、前記の物質に限定されない。
【００３１】
前記第１電極部１３０、１３１は第１電極１３１及び第１電極パッド１３０を含み、前記第１電極１３１は前記第１導電型半導体層１１３上に形成され、前記第１電極パッド１３０は前記第１電極１３１の一部、または前記第１電極１３１上に別途に形成することができる。ここで、前記第１電極１３１は前記第１導電型半導体層１１３が露出される領域上に所定のパターンで形成することができる。
【００３２】
前記第１電極１３１のパターンは、例えば、直線パターン、曲線パターン、直線及び曲線パターンの混合パターン、１つのパターンから複数に分かれた枝形パターン、多角形パターン、格子状パターン、ドットパターン、菱形パターン、平行四辺形パターン、メッシュパターン、ストライプパターン、十字パターン、放射形パターン、円形パターン、及び前記パターン中複数パターンの混合パターン中少なくとも１つのパターンを含むことができ、前記パターンに限定されない。このようなパターンを有する第１電極１３１は前記第１導電型半導体層１１３に均一な電源を供給することができ、電流が１ヶ所に集中することを防止することができる。
【００３３】
前記第１電極パッド１３０は前記第１電極１３１の一部上に形成され、１つまたは複数形成することができる。複数の第１電極パッド１３０は所定間隔に離隔されて、前記第１電極１３１によって相互連結される。ここで、前記第１電極パッド１３０は、別途に形成しない場合、前記第１電極１３１の露出された部分を第１電極パッドとして用いることができる。
【００３４】
前記第１電極パッド１３０は、第１電極１３１によって電源を円滑に供給できる位置、例えば、前記第１電極１３１パターンのセンターまたは縁部などに構成することができる。
【００３５】
前記第１電極１３１上には前記活性層１１５、前記第２導電型半導体層１１７を形成しないことができる。
【００３６】
前記第１電極１３１及び第１電極パッド１３０はＴｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｗ及びＡｕ中少なくとも１つ、または複数の混合物質を用いて、少なくとも１つの層からなることができ、前記の物質に限定されない。
【００３７】
前記第１電極１３１の外周縁には絶縁層１５０が形成され、前記絶縁層１５０は前記第１電極１３１と前記活性層１１５及び前記第２導電型半導体層１１７が接触することを遮断する。前記絶縁層１５０の一部は開放され、その開放された領域により前記第１電極１３１が露出し、前記第１電極パッド１３０を形成することができる。前記絶縁層１５０は透光性絶縁物質、例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の物質から選択することができ、前記物質に限定されない。
【００３８】
前記第１電極パッド１３０は前記透明電極層１１９の第１開口部１５２より突出する。
【００３９】
前記透明電極層１１９は前記第２導電型半導体層１１７及び絶縁層１５０上に形成することができ、前記第１電極パッド１３０または前記第１電極１３１とは離隔されて電気的に接触しない。
【００４０】
前記第２電極部１４０、１４５は前記透明電極層１１９上に形成することができる。前記第２電極部１４０、１４５は第２電極パッド１４０と第２電極１４５を含み、前記第２電極パッド１４０と前記第２電極１４５は電気的に連結される。
【００４１】
前記第２電極パッド１４０及び前記第２電極１４５は前記第２導電型半導体層１１７上に形成することができる。
【００４２】
前記第２電極パッド１４０は前記透明電極層１１９の上、または前記第２導電型半導体層１１７の上に形成することができる。前記第２電極パッド１４０は前記第２導電型半導体層１１７と直接接触、または前記透明電極層１１９によって間接的に接触される。また前記第２電極パッド１４０は前記透明電極層１１９と前記第２導電型半導体層１１７に電気的に連結される。
【００４３】
前記第２電極パッド１４０から分かれた第２電極１４５は、所定のパターン、例えば、直線パターン、曲線パターン、直線及び曲線パターンの混合パターン、１つのパターンから複数に分かれた枝形パターン、多角形パターン、格子状パターン、ドットパターン、菱形パターン、平行四辺形パターン、メッシュパターン、ストライプパターン、十字パターン、放射形パターン、円形パターン、および前記パターン中複数パターンの混合パターン中少なくとも１つのパターンを含むことができ、前記パターンに限定されない。このようなパターンを有する第２電極１４５は、前記第２導電型半導体層１１７に均一な電源を供給することができ、電流が１ヶ所に集中することを防止することができる。
【００４４】
前記第２電極パッド１４０は１つまたは複数形成され、第２電極パッド１４０及び第２電極１４５は、例えば、Ａｇ、Ａｇ ａｌｌｏｙ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｌ ａｌｌｏｙ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆ中少なくとも１つ、またはこれらの混合物質を用いて少なくとも１つの層からなることができ、前記物質に限定されない。
【００４５】
ここで、前記第２電極１４５の一部は前記第１電極１３１上にオーバーラップされる。即ち、前記第２電極１４５の一部パターンが前記第１電極１３１上に空間的にオーバーラップされ、前記第１電極１３１及び第２電極１４５の一部がオーバーラップされる構造は、発光面積を向上させることができる。
【００４６】
前記半導体発光素子１００は前記絶縁層１５０を間にして前記第２電極１４５の一部パターンと前記第１電極１３１の一部パターンが空間的にオーバーラップされるように配置することができる。また前記第１電極１３１と前記第２電極１４５は様々なパターンがオーバーラップされるようにすることができる。
【００４７】
前記第１電極１３１及び前記第２電極１４５のパターンは、第１導電型半導体層１１３及び第２導電型半導体層１１７の全領域に均一な電源が供給されるようにすることで、発光効率が向上される。
【００４８】
図２は第２実施例による半導体発光素子の斜視図で、図３は図２のＡ−Ａ線上の断面図で、図４は図２のＢ−Ｂ線上の断面図である。第２実施例の説明において、前記第１実施例と同様な部分に対しては、その詳しい説明は省略することにする。
【００４９】
図２〜図４に示しているように、半導体発光素子１０１は基板１１１、第１導電型半導体層１１３、活性層１１５、第２導電型半導体層１１７、透明電極層１１９、第１電極部２３０、２３１、２３２、２３３、第２電極部２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、及び絶縁層２５０を含む。
【００５０】
前記第１電極部２３０、２３１、２３２、２３３は第１電極パッド２３０及び第１電極２３１、２３２、２３３に分けることができ、前記第１電極パッド２３０はチップの他側の中央の第１開口部２５２に配置され、前記第１電極２３１、２３２、２３３は前記第１電極パッド２３０を基点として分かれた形状、例えば、Ｎ個（Ｎ>２）の枝形状に分かれる。ここで、前記第１電極２３１、２３２、２３３中一部の電極、例えば、両サイド電極２３２、２３３は所定角度に折曲されたパターン、またはチップの外側枠に沿って延長されるパターンに形成することができる。前記第１電極２３１、２３２、２３３中センター電極２３１は、チップのセンターラインに沿って第２電極パッド２４０に近接した位置まで延長することができる。
【００５１】
前記第１電極２３１、２３２、２３３の外周縁には前記絶縁層２５０が形成され、前記絶縁層２５０及び前記透明電極層１１９の一側には第１開口部２５２が形成される。前記第１開口部２５２には第１電極パッド２３０が露出される。
【００５２】
前記第２電極部２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５は第２電極パッド２４０及び第２電極２４１、２４２、２４３、２４４、２４５に分けることができ、前記第２電極パッド２４０はチップの一側の中央、または前記第１電極パッド２３０と所定距離離隔されるように配置することができる。前記第２電極部２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５は前記第２電極パッド２４０を基点として、前記第２電極２４１、２４２、２４３、２４４、２４５は枝形状、または文字形状、少なくとも一回以上折曲された形状、放射形状、複数の枝形状など多様に具現することができる。
【００５３】
即ち、前記複数の第２電極２４１、２４２、２４３は前記第２電極パッド２４０から一定方向に分岐された例えば、４つの枝形状に分かれる。前記第２電極２４１、２４２、２４３、２４４、２４５中サイド電極２４１は前記チップ枠に沿って分岐され、一部２４２、２４３は前記第２電極パッド２４０の内側で両サイドに分岐されて折曲されて、その折曲された部分が連結電極２４４、２４５によって連結された構造である。
【００５４】
前記第２電極２４１、２４２、２４３、２４４、２４５中、一部の電極２４４、２４５は前記第１電極２３１、２３２、２３３中の一部の電極２３１と部分的にオーバーラップされるように配置することができる。また前記オーバーラップされる第２電極２４４、２４５によって光放出面積の減少問題を向上させることができる。また電流を各層の全領域に分散することができ、発光効率を向上させることができる。
【００５５】
前記第１電極パッド２３０及び第２電極パッド２４０はチップの隅部分、チップの側面枠センター、センターから離隔された周辺などに選択的に形成することができる。また前記第１電極２３１、２３２、２３３と前記第２電極２４１、２４２、２４３、２４４、２４５のパターンは同一パターンまたは異なるパターンを有することができる。
【００５６】
図５は第３実施例による半導体発光素子を示す斜視図で、図６は図５の平面図で、図７は図６のＣ−Ｃ線上の断面図である。前記第３実施例の説明において、前記の第１及び第２実施例と同様な部分に対しては、その詳しい説明は省略することにする。
【００５７】
図５及び図６に示しているように、半導体発光素子１０２は第１電極３３１及び第２電極３４６のパターンを変形した例である。
【００５８】
前記第１電極３３１はチップの他側からチップの一側に延長され、前記第２電極３４６はチップの一側からチップの他側に延長される。前記第１電極３３１と前記第２電極３４６はチップの内側領域でオーバーラップされる形態である。
【００５９】
前記第１電極３３１の他側は露出され、その露出された部分は第１電極パッド３３０として使われる。即ち、別途に第１電極パッドを形成せずに第１電極３３１の一部を第１電極パッド３３０として使用した構造である。
【００６０】
前記第２電極３４６の一側は第２電極パッド３４０として使われる。ここで、前記第１電極３３１と前記第２電極３４６のライン幅は相互同一、または異なるようにすることができる。
【００６１】
前記第１及び第２電極３３１、３４６の一部パターンは前記透明電極層１１９と絶縁層３５０の上／下で空間的にオーバーラップされるように配置される。
【００６２】
図７に示しているように、第１電極パッド３３０Ａに印加される電流は前記第１電極パッド３３０Ａ及び第１電極３３１によって第１導電型半導体層１３３に供給される。前記第２電極パッド３４０に印加される電流は前記第２電極３４６及び前記透明電極層１１９により広がり、前記第２導電型半導体層１１７に均一に供給される。これによって、前記第１電極３３１及び第２電極３４６により供給される電流は活性層１１５の全領域に供給されるので、発光効率が向上され、高信頼性及び高効率の構造を持つ素子を設計することができる。
【００６３】
前記第１電極３３１及び第２電極３４６はチップの中央とチップの周辺までの電流移動距離Ｄ１、Ｄ２が近いので、チップ全領域に均一な電流を供給することができる。また前記第１電極３３１の電流移動距離Ｄ１は前記第２電極３４６の電流移動距離Ｄ２と同一に配置することができ、均一な電流分布を提供することができる。
【００６４】
図８は第４実施例による半導体発光素子を示す平面図である。前記第４実施例の説明において、前記の第１及び第２実施例と同様な部分に対しては、その詳しい説明は省略することにする。
【００６５】
図８に示しているように、半導体発光素子１０３は第１電極４３１、４３２、４３３と第２電極４４１Ａ、４４１Ｂ、４４６の各パターンが部分的にオーバーラップされる構造である。
【００６６】
複数の第１電極４３１、４３２、４３３は第１電極パッド４３０から少なくとも３つの枝形状に分かれて、第１導電型半導体層（図１の１１３）上に形成される。複数の第２電極４４１Ａ、４４１Ｂ、４４６は第２電極パッド４４０から少なくとも３つの枝形状に分岐される。
【００６７】
チップの上側から見て、第１電極パッド４３０は中央の一側に配置され、複数の第１電極４３１、４３２、４３３は前記第１電極パッド４３０を基点として中央及び両枠に沿って延長される。第２電極パッド４４０は中央の他側に配置されて、複数の第２電極４４１Ａ、４４１Ｂ、４４６は前記第２電極パッド４４０を基点として中央及び両枠に沿って延長される。
【００６８】
前記第１電極４３１、４３２、４３３の上部には前記第２電極４４１Ａ、４４１Ｂ、４４６が部分的にオーバーラップされる。例えば、チップの中央は相互対応する両電極４３１、４４６のパターンが空間的にオーバーラップされ、チップ枠は相互対応する両電極パターン４４１Ａ，４３２と、４４１Ｂ，４３２が空間的にオーバーラップされる。また前記第１電極４３１、４３２、４３３と第２電極４４１Ａ、４４１Ｂ、４４６のライン幅（Ｗ）は相互同一、または異なるようにすることができる。
【００６９】
図９〜図１６は第４実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面である。図９に示しているように、チャンバー内部に基板１１１がローディングされ、前記基板１１１上に複数の化合物半導体層を形成することができる。前記化合物半導体層は２族〜６族元素の化合物半導体を含むことができる。
【００７０】
前記基板１１１上には化合物半導体が成長されるが、電子ビーム蒸着機、ＰＶＤ（physical vapor deposition）、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）、ＰＬＤ（plasma laser deposition）、二重型熱蒸着機（dual-type thermal evaporator）、スパッタリング（sputtering）、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）等によって形成することができ、このような装備に限定されない。
【００７１】
前記基板１１１はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ中少なくとも１つを用いることができ、凹凸パターンを形成することができる。
【００７２】
前記基板１１１上にはバッファ層及び／またはUndoped半導体層を形成することができる。前記バッファ層はＧａＮと基板材料の格子不整合を緩和することができ、その半導体は例えば、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ中少なくとも１つからなることができる。前記Undoped半導体層は前記基板１１１または前記バッファ層上に形成することができ、undoped ＧａＮ系半導体からなることができる。以下、実施例では前記バッファ層及び前記Undoped半導体層が形成されない構造を例にして説明する。
【００７３】
前記基板１１１の上には第１導電型半導体層１１３、活性層１１５及び第２導電型半導体層１１７を順次に形成する。前記半導体はＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する化合物半導体からなる。
【００７４】
前記基板１１１上には第１導電型半導体層１１３が形成され、前記第１導電型半導体層１１３は第１導電型ドーパントがドーピングされた半導体が少なくとも１つ形成され、第１電極接触層を含む。前記第１導電型半導体層１１３は例えば、Ｎ型半導体層である場合、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ中少なくとも１つからなることができ、前記第１導電型ドーパントはＮ型ドーパントである場合、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどを選択的に含むことができる。
【００７５】
前記第１導電型半導体層１１３上には活性層１１５が形成される。前記活性層１１５は単一量子井戸または多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を持つことができる。前記活性層１１５は例えばＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層、ＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層、またはＩｎＧａＮ井戸層／ＩｎＧａＮ障壁層からなることができる。前記活性層１１５は発光させる光の波長によるバンドギャップエネルギーを有する材料に選択され、例えば、波長が４６０〜４７０ｎｍの青色光である場合、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層を一周期として、単一または多重量子井戸構造を持つことができる。前記活性層１１５は青色波長の光、レッド波長の光、緑色波長の光などの有色光を放出する材料を選択的に含むことができ、本発明の技術的範囲内において変更が可能である。
【００７６】
前記第１導電型半導体層１１３と活性層１１５の間には第１導電型クラッド層を形成することができ、前記第１導電型クラッド層はＧａＮ系半導体からなることができ、これに限定されない。
【００７７】
前記第２導電型半導体層１１７は第２導電型ドーパントがドーピングされた半導体が少なくとも１つ形成され、第２電極接触層を含む。前記第２導電型半導体層１１７はＰ型半導体層である場合、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮなどの化合物半導体中いずれか１つからなることができ、第２導電型ドーパントはＰ型ドーパントである場合、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどで少なくとも１つを添加することができる。
【００７８】
前記第２導電型半導体層１１７と活性層１１５の間には第２導電型クラッド層を形成することができ、前記第２導電型クラッド層はＧａＮ系半導体からなることができ、これに限定されない。
【００７９】
前記第２導電型半導体層１１７上には第３導電型半導体層を形成することができ、前記第３導電型半導体層は第１導電型ドーパントがドーピングされた半導体、例えば、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮなどの化合物半導体中いずれか１つからなることができる。前記第３導電型半導体層は例えば、Ｎ型半導体層である場合、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ中少なくとも１つからなることができ、前記第１導電型ドーパントはＮ型ドーパントである場合、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどを選択的に含むことができる。
【００８０】
発光構造物１２０は前記第１導電型半導体層１１３、活性層１１５及び第２導電型半導体層１１７、または前記第３導電型半導体層をさらに含むことができる。前記発光構造物１２０はＮ−Ｐ接合構造、Ｐ−Ｎ接合構造、Ｎ−Ｐ−Ｎ接合構造、Ｐ−Ｎ−Ｐ接合構造中いずれか１つの構造からなることができる。
【００８１】
図１０及び図１１に示しているように、エッチングによって前記第１導電型半導体層１１３の一部を露出させる。前記第１導電型半導体層１１３が露出された領域は第２開口部４５３として、上述の第１電極パターンと対応する構造を持つことができる。
【００８２】
前記第２開口部４５３に露出された前記第１導電型半導体層１１３上には第１電極４３１が形成される。前記第１電極４３１は前記活性層１１５及び第２導電型半導体層１１７と離隔される。前記第１電極４３１の形成において、マスク層や絶縁層によって前記活性層１１５及び第２導電型半導体層１１７の外側を保護した後、前記第１電極４３１を形成することができる。
【００８３】
前記第１電極４３１はＴｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｗ及びＡｕ中少なくとも１つ、または複数の混合物質を用いて少なくとも１つの層からなることができ、前記の物質に限定されない。
【００８４】
前記第１電極４３１のパターンは、例えば、直線パターン、曲線パターン、直線及び曲線パターンの混合パターン、１つのパターンから複数に分かれた枝形パターン、多角形パターン、格子状パターン、ドットパターン、菱形パターン、平行四辺形パターン、メッシュパターン、ストライプパターン、十字パターン、放射形パターン、円形パターン、および前記パターン中複数パターンの混合パターン中少なくとも１つのパターンを含むことができ、前記パターンに限定されない。このようなパターンを有する第１電極４３１は前記第１導電型半導体層１１３に均一な電源を供給することができ、電流が１ヶ所に集中することを防止することができる。
【００８５】
図１２及び図１３に示しているように、前記第１電極４３１の外周縁に絶縁層４５０を形成する。前記絶縁層４５０は前記第１電極４３１と前記活性層１１５、第２導電型半導体層１１７が電気的に接触することを防止する。前記絶縁層４５０はＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の物質から選択することができ、前記物質に限定されない。
【００８６】
前記絶縁層４５０は前記第２導電型半導体層１１７と同一な高さ、または前記第２導電型半導体層１１７より高いまたは低い高さに形成することができる。また前記絶縁層４５０の一端は、隣接する前記第２導電型半導体層１１７の上まで延長される。
【００８７】
図１３及び図１４に示しているように、前記第２導電型半導体層１１７及び絶縁層４５０上には透明電極層１１９が形成される。前記透明電極層１１９はＩＴＯ（indium tin oxide）、ＩＺＯ（indium zinc oxide）、ＩＺＴＯ（indium zinc tin oxide）、ＩＡＺＯ（indium aluminum zinc oxide）、ＩＧＺＯ（indium gallium zinc oxide）、ＩＧＴＯ（indium gallium tin oxide）、ＡＺＯ（aluminum zinc oxide）、ＡＴＯ（antimony tin oxide）、ＺｎＯ、ＲｕＯｘ、ＴｉＯｘ、ＩｒＯｘ、ＳｎＯ２中少なくとも１つからなることができ、前記物質に限定されない。または前記透明電極層１１９を形成せず、反射電極層、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔなどから形成することができ、ここでフリップ方式でチップを搭載する場合、反射効率を向上させることができる。
【００８８】
前記透明電極層１１９には第１開口部４５２及び第３開口部１６１が形成され、前記第１開口部４５２及び第３開口部１６１はマスクパターン、またはエッチング工程によって形成することができる。
【００８９】
前記第１開口部４５２は透明電極層１１９及び絶縁層４５０の他側に形成され、前記第１電極４３１の一部を露出させる。前記第３開口部１６１は前記透明電極層１１９の一側に形成され、前記第２導電型半導体層１１７の一部を露出させる。前記第３開口部１６１は形成しないこともできる。ここで、前記第１開口部４５２の上部直径は下部直径より大きく形成することができる。
【００９０】
前記第１開口部４５２には、第１電極パッド４３０が前記第１電極４３１の上に形成される。前記第１電極パッド４３０は前記第１電極４３１の物質中から選択的に用いることができる。
【００９１】
図１４及び図１５に示しているように、前記透明電極層１１９上には第２電極パッド４４０及び第２電極４４６が形成され、前記第２電極パッド４４０は前記第３開口部１６１により第２導電型半導体層１１７に電気的に接触される。前記第２電極４４６は前記透明電極層１１９の上で前記第１電極４３１の所定領域と空間的にオーバーラップされる。
【００９２】
図１５及び図１６の半導体発光素子１０３は、図８に開示された半導体発光素子の縦方向及び横方向の側断面図である。
【００９３】
図１５及び図１６に示しているように、第１電極４３１、４３２、４３３の外周縁には絶縁層４５０が形成され、前記絶縁層４５０は前記第１電極４３１、４３２、４３３と他の層の間に形成される。前記第１電極４３１、４３２、４３３は図８に図示されたように、前記第１導電型半導体層１１３上に枝形状に分岐される。
【００９４】
図１７は第５実施例による半導体発光素子の側断面図である。第５実施例の説明において、第４実施例と同一な部分に対しては同一符号を付与し、重なる説明は省略する。
【００９５】
図１７に示しているように、半導体発光素子１０３Ａはメサエッチングの時、前記第２導電型半導体層１１７、活性層１１５及び第１導電型半導体層１１３の周りは、略垂直または傾斜面にエッチングされる。また前記第１電極４３１の形成後、前記絶縁層４５０を形成することができる。前記絶縁層４５０は前記第１電極４３１と半導体層１１３、１１５、１１７の間の境界の部分に形成され、その一部４５０Ｂは隣接する前記第２導電型半導体層１１７の上面一部まで延長される。前記絶縁層４５０の一部４５０Ｂは、その上に積層される前記透明電極層１１９及び／または前記第２電極４４６を凸凹に形成することができる。
【００９６】
図１８〜図２６は第６実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面である。第６実施例の説明において、前記の実施例と同一な部分に対しては、その詳しい説明を省略する。
【００９７】
図１８及び図１９に示しているように、基板１１１上に第１導電型半導体層１１３、活性層１１５及び第２導電型半導体層１１７を順次に形成する。前記第１導電型半導体層１１３はＮ型半導体層、また前記第２導電型半導体層１１７はＰ型半導体層からなることができ、前記基板１１１の上と各層の間には他の半導体層を形成することができ、これに限定されない。
【００９８】
図１９及び図２０に示しているように、第１メサエッチング工程によって前記第１導電型半導体層１１３に第４開口部５５３Ａを形成する。前記第４開口部５５３Ａは前記第１導電型半導体層１１３の上面から第１電極の厚さ以上の深みにエッチングされ、前記第４開口部５５３Ａのパターンは前記の各実施例に開示された第１電極パターンの形状に形成することができる。
【００９９】
前記第４開口部５５３Ａには所定の厚さで第１電極５３１が形成される。前記第１電極５３１は前記活性層１１５の延長線上より低い位置に形成され、前記第１電極５３１の下面及び側面は前記第１導電型半導体層１１３に接触される。
【０１００】
図２０〜図２２に示しているように、第２メサエッチング工程によって第５開口部５５３Ｂを形成する。前記第５開口部５５３Ｂは前記第４開口部５５３Ａの上部の周りに、前記第４開口部５５３Ａの幅と同一な幅または前記第４開口部５５３Ａの幅より広い幅に形成することができる。即ち、前記第５開口部５５３Ｂは半導体層１１３、１１５、１１７のエッチングによって前記第４開口部５５３Ａの周りを露出させる。
【０１０１】
前記第５開口部５５３Ｂには絶縁層５５０が形成され、前記絶縁層５５０は前記第１電極５３１上に形成されて前記第１電極５３１をシールする。
【０１０２】
ここで、前記絶縁層５５０には第１開口部５５２が形成される。前記第１開口部５５２は前記絶縁層５５０をエッチング、またはマスクパターンによって形成することができるが、このような形成方法に限定されない。
【０１０３】
図２３及び図２４に示しているように、前記第２導電型半導体層１１７及び前記絶縁層５５０の上には透明電極層１１９が形成される。前記透明電極層１１９には前記第１開口部５５２が配置され、第１開口部５５２は前記第１電極５３１の他側領域を露出させる。前記透明電極層５１９には第３開口部５６１が形成され、前記第３開口部５６１には前記第２導電型半導体層１１７の一側領域が露出される。
【０１０４】
前記第１開口部５５２には第１電極パッド５３０が形成され、前記第１電極パッド５３０は第１電極５３１と電気的に接触される。
【０１０５】
前記透明電極層１１９上には第２電極５４６及び第２電極パッド５４０が形成される。前記第２電極パッド５４０は前記透明電極層１１９の第３開口部５６１に形成されて前記第２導電型半導体層１１７に電気的に接触する。前記第２電極５４６は第２電極パッド５４０から分岐された構造である。これによって、図２６のような半導体発光素子１０３Ｂが製造される。
【０１０６】
図２４〜図２６に示しているように、半導体発光素子１０３Ｂは第１電極５３１、５３２、５３３の一部パターンと前記第２電極５４１Ａ、５４１Ｂ、５４６の一部パターンが空間的にオーバーラップされ、これは発光面積を向上させることができる。また半導体発光素子１０３Ｂは電極パターンを自在に配置できることから、発光効率を向上させることができる。
【０１０７】
図２７〜図３５は第７実施例による半導体発光素子の製造過程を示す図面である。第７実施例の説明において、前記の実施例と同一な部分に対しては、その詳しい説明を省略する。
【０１０８】
図２７及び図２８に示しているように、基板１１１上に第１導電型ドーパントがドーピングされた第１半導体層１１３Ａを形成する。前記第１半導体層１１３Ａの上に絶縁層６５０を形成する。前記絶縁層６５０は第１電極パターンに対応する形状として、前記第１電極パターンのライン幅より広く形成することができる。
【０１０９】
図２９（Ａ）、（Ｂ）は素子の横方向及び縦方向を示す断面図で、第１半導体層１１３Ａの上には第１導電型ドーパントがドーピングされた第２半導体層１１３Ｂが形成され、前記第２半導体層１１３Ｂの上には活性層１１５及び第２導電型半導体層１１７が順次に形成される。前記第１導電型半導体層１１３（１１３Ａ、１１３Ｂ）は前記第１半導体層１１３Ａ及び第２半導体層１１３Ｂを含む。
【０１１０】
ここで、前記第１半導体層１１３Ａの一側には絶縁層６５０が形成され、他側には第２半導体層１１３Ｂ、活性層１１５及び第２導電型半導体層１１７が形成される。
【０１１１】
図３０及び図３１に示しているように、エッチング過程によって前記絶縁層６５０の内側領域（即ち、第１電極領域）をエッチングし、第１半導体層１１３Ａが露出される深みに第６開口部６５５を形成する。前記第６開口部６５５には第１電極６３１が所定の厚さで形成され、前記第１電極６３１の他の側面には前記絶縁層６５０が配置される。
【０１１２】
図３１及び図３２に示しているように、前記第１電極６３１の上面には絶縁層６５０Ａが形成され、前記絶縁層６５０Ａには第１開口部６５２が形成される。
【０１１３】
図３３及び図３４に示しているように、前記第２導電型半導体層１１７及び前記絶縁層６５０、６５０Ａの上には透明電極層１１９が形成され、なお、前記透明電極層１１９は前記第１開口部６５２の周りには形成されない。また前記透明電極層１１９の一側には第３開口部１６１が形成されるが、このような第３開口部１６１は形成しないこともできる。
【０１１４】
図３４及び図３５に示しているように、前記透明電極層１１９上には第２電極パッド６４０及び第２電極６４１Ａ、６４１Ｂ、６４６が形成される。前記第２電極パッド６４０は前記透明電極層１１９に形成された第３開口部１６１により第２導電型半導体層１１７に接触し、前記第２電極６４１Ａ、６４１Ｂ、６４６は前記透明電極層１１９の上に所定のパターンで形成され、前記第２電極パッド６４０を基点として枝形状に分かれる。
【０１１５】
半導体発光素子１０３Ｃで、前記第２電極６４１Ａ、６４１Ｂ、６４６は第１電極６３１、６３２、６３３の一部と空間的にオーバーラップされる。ここで、前記第２電極パッド６４０は前記第２導電型半導体層１１７に直接または／及び間接的に接触される。
【０１１６】
図３６は第８実施例に半導体発光素子の平面図である。第８実施例の説明において、前記の実施例と同一な部分に対しては、その詳しい説明は省略する。
【０１１７】
図３６に示しているように、半導体発光素子１０４は、第１電極７３１、７３２、７３３、７３４が第１電極パッド７３０を基点としてセンター電極７３１及びサイド電極７３２、７３３に分かれ、連結用電極７３４によって連結された構造である。このような第１電極７３１、７３２、７３３、７３４の表面形状は、複数の四角形形状に配置される。
【０１１８】
これによって、前記第１電極７３１、７３２、７３３、７３４中、センター電極７３１と前記連結電極７３４の一部は第２電極７４２、７４３、７４４、７４５と部分的にオーバーラップされる。
【０１１９】
図３７は第９実施例に半導体発光素子の平面図である。第９実施例の説明において、前記の実施例と同一な部分に対しては、その詳しい説明は省略する。
【０１２０】
図３７に示しているように、半導体発光素子１０５は複数の第１電極パッド８３０Ａ、８３０Ｂ及び複数の第２電極パッド８４０Ａ、８４０Ｂを含む。前記第１電極８３５は前記複数の第１電極パッド８３０Ａ、８３０Ｂを基点として各方向に分かれた後、閉ループパターン、例えば、複数の四角形パターンからなることができる。即ち、前記第１電極８３５はチップの枠に沿って延長、またはチップを横切る形状に形成され、他の枝電極と相互連結される。
【０１２１】
前記第２電極パッド８４０Ａ、８４０Ｂは複数に形成され、前記複数の第２電極パッド８４０Ａ、８４０Ｂを基点として分かれた第２電極８４７は、十字またはT字形に分かれて相互連結される。また前記第２電極８４７は前記第１電極８３５の一部上にオーバーラップされ、そのオーバーラップされた領域の間には絶縁層（図示しない）及び透明電極層１１９が配置さる。
【０１２２】
図３８は第１０実施例による半導体発光素子の平面図である。前記第１０実施例の説明において、前記に開示された各実施例と同一な部分に対しては、その詳しい説明は省略する。
【０１２３】
図３８に示しているように、半導体発光素子１０６の第１電極部は第１電極パッド９３０と前記第１電極パッド９３０を基点としてそれぞれの方向に分かれた第１電極９３１、９３２、９３３を含む。前記第２電極部は第２電極パッド９４０と前記第２電極パッド９４０を基点として左／右方向に分かれたサイド側の第２電極９４１とセンター側の第２電極９４２を含む。
【０１２４】
前記半導体発光素子１０６は、第１電極９３１、９３２、９３３と前記第２電極９４１、９４２が空間的に交錯するように配置され（即ち、オーバーラップされない構造）、電流の集中を防止し、分散させることができる。また第１電極９３１、９３２、９３３と前記第２電極９４１、９４２は相互異なる平面に配置されるので、各電極パターンは自在に具現することができる。また発光素子１０６の発光効率を向上させ、信頼性を向上させることができる。
【０１２５】
図３９は第１１実施例による半導体発光素子の平面図で、図４０は図３９のＣ−Ｃ線上の断面図である。前記第１１実施例の説明において、前記に開示された各実施例と同一な部分に対しては、その詳しい説明は省略する。図３９及び図４０に示しているように、半導体発光素子１０７は閉ループ状の第１電極部１０３０、１０３６及び第２電極パッド１０４０を含む。
【０１２６】
前記第１電極部１０３０、１０３６の第１電極１０３６は閉ループ状に形成され、前記第１電極パッド１０３０は前記第１電極１０３６のいずれか１つの部分、例えば、隅の部分から露出される。ここで、前記第１電極１０３６は第１導電型半導体層１１３上に形成される閉ループ状のパターンとして、チップの外側周りに沿って形成することができる。前記第１電極１０３６の面積はチップの一番外側に配置された電極の面積より小さくなり、この場合、活性層１１５の発光面積を向上させることができる効果がある。
【０１２７】
前記第２電極パッド１０４０は、チップの中央に四角形パターンに形成することができる。
【０１２８】
図４１は第１２実施例による半導体発光素子の平面図である。前記第１２実施例の説明において、前記に開示された各実施例と同一な部分に対しては、その詳しい説明は省略する。
【０１２９】
図４１に示しているように、半導体発光素子１０８はチップの周りに沿って第１電極１１３３が配置され、複数の枝電極１１３１は前記第１電極１１３３からチップの内側に延長される。
【０１３０】
第２電極パッド１１４０及び第２電極１１４１は透明電極層１１９上に配置される。前記第２電極パッド１１４０はチップの中央に配置され、第２電極１１４１は前記第２電極パッド１１４０を基点として放射状、例えば、４つの電極が各隅の方向に延長される。この場合、前記第２電極１１４１と前記第１電極１１３３の枝電極１１３１は、チップの上面から見て交錯または交互に配列される。
【０１３１】
前記半導体発光素子１０８は、前記第１電極１１４１によって、電流を均一に分布および供給することができる。
【０１３２】
図４２は第１３実施例による半導体発光素子の平面図である。第１３実施例の説明において、前記に開示された各実施例と同一な部分に対しては、その詳しい説明は省略する。
【０１３３】
図４２に示しているように、半導体発光素子１０８Ａは透明電極層１１９上の枠について第２電極１２４１が配置され、複数の枝電極１２４２は第２電極１２３１からチップの内側方向に延長される。前記第１電極パッド１２３０はチップの中央に配置され、第１電極１２３２は前記第１電極パッド１２３０から放射方向（各隅に向かう方向）に分かれる。この場合、前記第２電極１２４２の枝電極１２４２と前記第１電極１２３２はチップの上面から見て交錯、または交互に配列される。前記発光素子１０８は図４２に比べて、発光面積を増加させることができ、電流が集中することを緩和することができる。
【０１３４】
図４３は第１４実施例による半導体発光素子の平面図である。第１４実施例の説明において、前記に開示された各実施例と同一な部分に対しては、その詳しい説明は省略する。
【０１３５】
図４３に示しているように、半導体発光素子１０９は、第１導電型半導体層上に第１電極１３３１、１３３２、１３３３が様々な形状に形成され、前記第１電極１３３１、１３３２、１３３３の一部には第１電極パッド１３３０が形成される。
【０１３６】
チップの上面には電極層１３１９が形成される。前記電極層１３１９は前記第１電極パッド１３３０を除いた領域に所定の厚さで形成され、前記電極層１３１９の一側には第２電極パッド１３４０が所定のパターンに形成される。
【０１３７】
前記電極層１３１９は金属物、質例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔなど、または前記Ａｌ系の合金、Ａｌ系の合金、Ａｇ系の合金、Ｐｄ系の合金、Ｒｈ系の合金、Ｐｔ系の合金を選択的に用いることができ、前記の物質に限定されない。
【０１３８】
前記電極層１３１９は前記第２電極パッド１３４０から供給された電流を全領域に分散させることができる。ここで、前記電極層１３１９が反射特性を有する金属物質からなっている場合透明電極層の材料より抵抗が低いので、電流を相対的に速く広めることができ、高光度のチップを提供することができる。また別途の第２電極を形成しなくても良いので、製造工程が簡略化になる。
【０１３９】
前記半導体発光素子１０９はフリップチップ法により搭載する場合、前記電極層１３１９は活性層から発生した光を反射させることができる。前記第１電極１３３１、１３３２、１３３３は前記第１導電型半導体層の上に様々な形状に分岐されており、前記第１電極パッド１３３０から供給された電流を第１導電型半導体層全領域に分散して供給することができる。
【０１４０】
上述のように、本発明は半導体発光素子の第１電極、絶縁層及び透明電極の積層構造、または第１電極、絶縁層、透明電極層及び第２電極の積層構造に配置し、第１及び第２電極が供給電流を全領域に広めることができる。また第１電極、絶縁層及び反射材質の電極層の積層構造に配置することができる。また第１電極及び第２電極の一部パターンが空間的にオーバーラップされるように配置することができる。
【０１４１】
本発明は発光面積を向上させ、電流を広めて発光効率を向上させることができる。また電流の拡散によってＥＳＤ耐性に強い素子を提供することができる。本発明において、絶縁層と第１電極の形成順序、メサエッチングの深さ、電極パターンなどは前記の技術的範囲内で変更して実施することができ、第１電極と第２電極のパターンの一部が少なくとも１つの領域でオーバーラップされるように製造することができる。
【０１４２】
図４４は第１５実施例による発光素子パッケージの断面図である。図４４に示しているように、発光素子パッケージはボディー２０と、前記ボディー２０に設置された第１リード電極３１及び第２リード電極３２と、前記ボディー２０に設置されて前記第１リード電極３１及び第２リード電極３２と電気的に連結される前記各実施例から選択された発光素子１００と、前記発光素子１００を取り囲むモールディング部材４０を含む。
【０１４３】
前記ボディー２０はシリコン材、合成樹脂材、または金属材を含んでなることができ、前記発光素子１００の周りに傾斜面を形成することができる。
【０１４４】
前記第１リード電極３１及び第２リード電極３２は相互電気的に分離され、前記発光素子１００に電源を提供する。また、前記第１リード電極３１及び第２リード電極３２は前記発光素子１００から発生した光を反射させて光効率を増加させることができ、前記発光素子１００から発生した熱を外部に排出させる役割をすることもできる。
【０１４５】
前記発光素子１００は前記ボディー２０の上、または前記第１リード電極３１または第２リード電極３２の上に設置することができる。
【０１４６】
前記発光素子１００はワイヤーにより前記第１リード電極３１及び第２リード電極３２に電気的に連結、またはフリップ法により搭載することができるが、これに限定されない。
【０１４７】
前記モールディング部材４０は前記発光素子１００を取り囲み、前記発光素子１００を保護することができる。また、前記モールディング部材４０には蛍光体が含まれ、前記発光素子１００から放出された光の波長を変化させることができる。
【０１４８】
前記第１〜第１４実施例による半導体発光素子は樹脂材やシリコンなどの半導体基板、絶縁基板、セラミック基板などにパッケージングされ、指示装置、照明装置、表示装置などの光源として用いることができる。また前記各実施例は、各本発明に限定されるものではなく、前記に開示された他の実施例に選択的に適用されることができる。
【０１４９】
以上、本発明を実施例を中心に説明したが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。本発明の精神と範囲を離脱することなく、多様な変形と応用が可能であることは、当業者によって明らかである。例えば、本発明の実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施することができるものであり、このような変形と応用に係る差異点は、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明はＬＥＤのような半導体発光素子を提供することができる。
【０１５１】
本発明は発光素子パッケージを提供することができる。
【０１５２】
本発明は電流の効率が向上された半導体発光素子及び発光素子パッケージを提供することができる。
【符号の説明】
【０１５３】
２０  ボディー、  ３１  第１リード電極、  ３２  第２リード電極、  ４０  モールディング部材、  １００  半導体発光素子、  １１１  基板、  １１３  第１導電型半導体層、  １１５  活性層、  １１７  第２導電型半導体層、  １１９  透明電極層、  １２０  発光構造物、  １３０，１３１  第１電極部、  １４０  第２電極パッド、  １４５  第２電極、  １５０  絶縁層。
【図１】
2010153870.tif 000003
【図２】
2010153870.tif 000004
【図３】
2010153870.tif 000005
【図４】
2010153870.tif 000006
【図５】
2010153870.tif 000007
【図６】
2010153870.tif 000008
【図７】
2010153870.tif 000009
【図８】
2010153870.tif 000010
【図９】
2010153870.tif 000011
【図１０】
2010153870.tif 000012
【図１１】
2010153870.tif 000013
【図１２】
2010153870.tif 000014
【図１３】
2010153870.tif 000015
【図１４】
2010153870.tif 000016
【図１５】
2010153870.tif 000017
【図１６】
2010153870.tif 000018
【図１７】
2010153870.tif 000019
【図１８】
2010153870.tif 000020
【図１９】
2010153870.tif 000021
【図２０】
2010153870.tif 000022
【図２１】
2010153870.tif 000023
【図２２】
2010153870.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2010153870.tif 000026
【図２５】
2010153870.tif 000027
【図２６】
2010153870.tif 000028
【図２７】
2010153870.tif 000029
【図２８】
2010153870.tif 000030
【図２９】
2010153870.tif 000031
【図３０】
2010153870.tif 000032
【図３１】
2010153870.tif 000033
【図３２】
2010153870.tif 000034
【図３３】
2010153870.tif 000035
【図３４】
2010153870.tif 000036
【図３５】
2010153870.tif 000037
【図３６】
2010153870.tif 000038
【図３７】
2010153870.tif 000039
【図３８】
2010153870.tif 000040
【図３９】
2010153870.tif 000041
【図４０】
2010153870.tif 000042
【図４１】
2010153870.tif 000043
【図４２】
2010153870.tif 000044
【図４３】
2010153870.tif 000045
【図４４】
2010153870.tif 000046
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月15日(2010.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層の第１部分の上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第１電極と、
前記第１電極をカバーする絶縁層と、
前記絶縁層上に直接接触する第１部分と、前記第１導電型半導体層の第１部分とは異なる前記第１導電型半導体層の第２部分の上に第２部分とを備えた電極層と、
を含む半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１導電型半導体層はＮ型半導体層またはＰ型半導体層を含む、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１導電型半導体層上に活性層と、及び前記活性層と前記電極層の間に第２導電型半導体層を含む、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１電極の一部分を露出させるために前記電極層及び前記絶縁層内に形成された開口部と、
前記第１電極の露出された部分の上及び前記開口部内に形成された第１電極パッドを含む、
請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記電極層及び前記第２導電型半導体層中少なくとも１つに電気的に連結された第２電極パッドと、
前記電極層上に形成されて、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第２電極を含む、
請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記電極層は透明電極層及び反射電極層中いずれか１つを含む、請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記第１電極と第２電極パターンの一部はオーバーラップされる、請求項５に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第１電極は第１パターンに形成され、前記第２電極は第２パターンに形成され、
前記第１及び第２パターンの一部はオーバーラップされる、請求項７に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記第１電極は、前記第２電極に対して平行し、実質的に第２電極の下に配置される、請求項５に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記絶縁層の上面領域は前記第１電極の上面領域より大きい、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第１電極及び第２電極中少なくとも１つは、
直線パターン、曲線パターン、直線及び曲線パターンの混合パターン、１つのパターンから複数に分かれた枝形パターン、多角形パターン、格子状パターン、ドットパターン、菱形パターン、平行四辺形パターン、メッシュパターン、ストライプパターン、十字パターン、放射形パターン、円形パターン、および前記パターン中複数パターンの混合パターン中少なくとも１つのパターンを含む、
請求項５に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
第１導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層の第１部分の上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第１電極と、
前記第１電極をカバーする絶縁層と、
前記絶縁層上に電極層と、
前記第１電極の一部を露出させるために前記電極層及び前記絶縁層内に形成された開口部と、
前記第１電極の露出された部分の上及び前記開口部内に形成された第１電極パッドと、
を含む半導体発光素子。
【請求項１３】
前記第１導電型半導体層は、Ｎ型半導体層及びＰ型半導体層中のいずれか１つである、請求項１２に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第１導電型半導体層上に活性層と、及び前記活性層と前記電極層の間に第２導電型半導体層を含む、請求項１２に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第２導電型半導体層及び前記電極層中少なくとも１つの上に形成される第２電極を含む、請求項１４に記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記第２導電型半導体層と電極層中いずれか１つに電気的に連結された第２電極パッドと、
前記電極層上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第２電極を含む、
請求項１４に記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記電極層は透明電極層及び反射電極層中いずれか１つを含む、請求項１４に記載の半導体発光素子。
【請求項１８】
前記第１電極の一部は前記第２電極の一部とオーバーラップされる、請求項１６に記載の半導体発光素子。
【請求項１９】
前記第１電極は第１パターンに形成され、前記第２電極は第２パターンに形成され、
前記第１電極と前記第２電極の一部はオーバーラップされる、請求項１８に記載の半導体発光素子。
【請求項２０】
前記第１電極は、前記第２電極に対して平行し、実質的に前記第２電極の下に配置される、請求項１６に記載の半導体発光素子。
【請求項２１】
前記絶縁層の上面領域は前記第２電極の上面領域より大きい、請求項１５または１６に記載の半導体発光素子。
【請求項２２】
第１導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層の第１部分の上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第１電極と、
前記第１電極をカバーする絶縁層と、
前記絶縁層上に電極層と、
前記第１導電型半導体層上に活性層と、
前記電極層と前記活性層の間に第２導電型半導体層と、
前記電極層と前記第２導電型半導体層中少なくとも１つに電気的に連結された第２電極パッドと、
前記電極層上に形成され、少なくとも１つの枝形状のパターンを有する第２電極と、
を含む半導体発光素子。
【請求項２３】
前記第１導電型半導体層は、Ｎ型半導体層とＰ型半導体層中のいずれか１つである、請求項２２に記載の半導体発光素子。
【請求項２４】
前記第１電極の一部を露出させるために前記電極層及び前記絶縁層内に形成された開口部と、
前記第１電極の露出された部分の上及び前記開口部内に形成された第１電極パッドを含む、
請求項２２に記載の半導体発光素子。
【請求項２５】
前記電極層は透明電極層及び反射電極層中いずれか１つを含む、請求項２２に記載の半導体発光素子。
【請求項２６】
前記第１電極の一部は前記第２電極の一部とオーバーラップされる、請求項２２に記載の半導体発光素子。
【請求項２７】
前記第１電極は第１パターンに形成され、前記第２電極は第２パターンに形成され、
前記第１及び第２パターンの一部はオーバーラップされる、請求項２６に記載の半導体発光素子。
【請求項２８】
前記第１電極は、前記第２電極に対して平行し、実質的に第２電極の下に配置される、請求項２２に記載の半導体発光素子。