(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含む発光構造物と、
前記発光構造物の下に形成され、凹部と凸部を含むオーミック層と、
前記オーミック層と前記発光構造物との間に形成される電流遮断層と、
前記発光構造物の下部に形成される反射層と、
前記発光構造物と前記反射層との間に形成される透明支持層と、を含み、
前記反射層は前記発光構造物の方向に形成される少なくとも一つ以上の突出部を含み、前記反射層の突出部の側面は前記透明支持層と接し、
前記反射層の突出部は前記電流遮断層と垂直に重なるように形成され、
前記反射層の突出部は前記オーミック層の凹部に対応する位置に設けられ、
前記反射層の突出部の上部面は、前記オーミック層の凹部の下部面に接触し、
前記透明支持層は、前記オーミック層の凸部に対応する位置に設けられ、前記オーミック層の凸部に接する突出部を含み、
前記反射層の突出部と前記オーミック層の凹部との接触部分は、前記電流遮断層と垂直に重なり、
前記透明支持層の突出部と前記オーミック層の凸部との接触部分は、前記電流遮断層と垂直に重ならず、
前記透明支持層の外側側面には光抽出構造が形成され、前記光抽出構造は前記オーミック層の下に位置する、発光素子。
【請求項２】
前記透明支持層の一部領域は、前記オーミック層を貫通して前記発光構造物と接する複数の貫通部を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記発光構造物の下部に形成され、前記オーミック層の側面及び前記透明支持層の上部面と接する保護層をさらに含み、
前記透明支持層は、前記オーミック層と前記保護層の下部に形成され、前記電流遮断層の下部には形成されない、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記反射層の下部に形成される伝導層をさらに含む、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記伝導層の両側端部が突出されて前記反射層を取り囲む、請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記透明支持層は、７０％以上の光透過度を有する絶縁物質で形成される、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記透明支持層は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）から選択される非伝導性物質、またはこれらが選択的に含まれる非伝導性物質で形成される、請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記透明支持層の厚さは１μｍ〜１００μｍの範囲内の値で設定される、請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項９】
前記伝導層の下に形成される支持基板をさらに含む、請求項４に記載の発光素子。
【請求項１０】
第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含む発光構造物と、
前記発光構造物の下に形成され、凹部と凸部を含むオーミック層と、
前記オーミック層と前記発光構造物との間に形成される電流遮断層と、
前記発光構造物の下部に形成される反射層と、
前記発光構造物と前記反射層との間に形成される透明支持層と、を含み、
前記反射層は凹凸形状を含むように形成され、
前記透明支持層は前記凹凸形状に対応される形状を具備し、
前記反射層は、前記発光構造物の方向に形成される突出部を含み、
前記反射層の突出部は前記電流遮断層と垂直に重なるように形成され、前記反射層の突出部は前記オーミック層の凹部に対応する位置に設けられ、
前記反射層の突出部の上部面は前記オーミック層の凹部の下部面に接触し、
前記透明支持層は、前記オーミック層の凸部に対応する位置に設けられ、前記オーミック層の凸部に接する突出部を含み、
前記反射層の突出部と前記オーミック層の凹部との接触部分は、前記電流遮断層と垂直に重なり、
前記透明支持層の突出部と前記オーミック層の凸部との接触部分は、前記電流遮断層と垂直に重ならず、
前記透明支持層の外側側面には光抽出構造が形成され、前記光抽出構造は前記オーミック層の下に位置する、発光素子。
【請求項１１】
前記凹凸形状は複数のステップ構造を含んで形成される、請求項１０に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記透明支持層は、複数の層（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ）で形成されることができ、各層の厚さは１μｍ〜１００μｍの範囲内の値で設定される、請求項１０又は１１に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記反射層の下部に形成される伝導層をさらに含む、請求項１０〜１２のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記伝導層の両側端部が突出されて前記反射層を取り囲む、請求項１３に記載の発光素子。
【請求項１５】
前記透明支持層は、７０％以上の光透過度を有する絶縁物質で形成される、請求項１０〜１４のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１６】
前記透明支持層は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）から選択される非伝導性物質、またはこれらが選択的に含まれる非伝導性物質で形成される、請求項１０〜１５のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１７】
前記伝導層の下に形成される支持基板をさらに含む、請求項１３に記載の発光素子。
【請求項１８】
前記透明支持層の一部領域は、前記オーミック層を貫通して前記発光構造物と接する複数の貫通部を含む、請求項１０に記載の発光素子。
【請求項１９】
前記発光構造物の下部に形成され、前記オーミック層の側面及び前記透明支持層の上部面と接する保護層をさらに含み、
前記透明支持層は、前記オーミック層と前記保護層の下部に形成され、前記電流遮断層の下部には形成されない、請求項１０〜１８のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項２０】
前記支持基板と前記伝導層との間に形成される結合層をさらに含む、請求項１７に記載の発光素子。
【請求項２１】
パッケージボディーと、
請求項１〜２０のうちいずれか１項に記載の発光素子と、
前記パッケージボディーに設置され、前記発光素子と電気的に連結される第１電極層及び第２電極層と、
前記発光素子を包囲する充填材と、を含む、発光素子パッケージ。
【請求項２２】
請求項２１に記載の発光素子パッケージが少なくとも２つ以上位置する基板と、
少なくとも一部が、前記発光素子パッケージによって放出される光が透過される光透過性物質からなるケースと、を含む照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施例は、発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体の３-５族または２-６族化合物半導体物質を用いた発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やレーザーダイオードのような発光素子は、薄膜成長技術及び素子材料の開発によって赤色、緑色、青色及び紫外線などの様々な色を具現することができ、蛍光物質を用いたり、色を組み合わせることで効率の良い白色光線も具現可能であり、蛍光灯、白熱灯などの既存の光源に比べて低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、環境親和性の長所を有する。
【０００３】
したがって、光通信手段の送信モジュール、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）表示装置のバックライトを構成する冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｌａｍｐ）を代替する発光ダイオードバックライト、蛍光灯や白熱電球を代替することができる白色発光ダイオード照明装置、自動車のヘッドライト及び信号灯にまで応用が拡大されている。
【０００４】
一方、このような発光素子の光効率は、発光素子の性能を決定する非常に重要な要素であり、光効率を増加させることのできる発光素子及びその発光素子の製造方法が開発される必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施例は、発光素子の光抽出効率を改善して、光効率を向上しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施例は、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含む発光構造物と、前記発光構造物の下部に形成される反射層と、前記発光構造物と前記反射層との間に形成される透明支持層と、を含み、前記反射層は、前記発光構造物の方向に形成される少なくとも一つ以上の突出部を含み、前記突出部の側面は前記透明支持層と接する、発光素子を提供する。
【０００７】
また、他の実施例は、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含む発光構造物と、前記発光構造物の下部に形成される反射層と、前記発光構造物と前記反射層との間に形成される透明支持層と、を含み、前記反射層は凹凸形状を含むように形成され、前記透明支持層は前記凹凸形状に対応される形状を具備する、発光素子を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
実施例による発光素子は、光抽出効率を改善して光効率を向上させるという効果がある。また、実施例による発光素子は、側面の光抽出効率を改善して光効率を向上させ、発光素子の安全性及び信頼性を改善するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】発光素子の一実施例を示す図である。
【図２ａ】発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【図２ｂ】発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【図２ｃ】発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【図２ｄ】発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【図２ｅ】発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【図２ｆ】発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【図２ｇ】発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【図２ｈ】発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【図２ｉ】発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【図２ｊ】発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【図２ｋ】発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【図３】発光素子の他の実施例を示す図である。
【図４】また他の実施例による発光素子を示す図である。
【図５】また他の実施例の発光素子を示す図である。
【図６】また他の実施例の発光素子を示す図である。
【図７】実施例による発光素子の指向角が改善された効果を示す図である。
【図８】発光素子パッケージの一実施例の断面図である。
【図９】発光素子パッケージを含む照明装置の一実施例の分解斜視図である。
【図１０ａ】発光素子パッケージを含むバックライトを示す図である。
【図１０ｂ】発光素子パッケージを含むバックライトを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して説明する。
【００１１】
上記の各実施例の説明において、各層（膜）、領域、パターンまたは構造物が基板、各層（膜）、領域、パッドまたはパターンの“上（ｏｎ）”にまたは“下（ｕｎｄｅｒ）”に形成されると記載される場合において、“上（ｏｎ）”と“下（ｕｎｄｅｒ）”は、“直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）”または“別の層を介在して（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）”形成されることを全て含む。また、各層の上または下は、図面を基準にして説明する。
【００１２】
図面において、各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張されたり、省略されたり、又は概略的に図示されている。また、各構成要素の大きさは実際の大きさを全的に反映するものではない。
【００１３】
図１は、発光ダイオードを含む発光素子の一実施例を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、第１実施例の発光素子は、支持基板１６０上に形成された結合層１５０と、結合層１５０上に形成された伝導層１７０と、伝導層１７０上に形成された反射層１４０と、反射層１４０上に形成された透明支持層２００と、反射層１４０または透明支持層２００上に形成されたオーミック層１３０と、オーミック層１３０上に形成された電流遮断層１３５と、透明支持層２００上に形成された保護層１８０と、第１導電型半導体層１２２、活性層１２４及び第２導電型半導体層１２６を含む発光構造物１２０と、第１導電型半導体層１２２の少なくとも一部上に形成される第１電極１９０と、を含むことができる。
【００１５】
図示のように、発光素子には、支持基板１６０上に結合層１５０及び伝導層１７０が具備されることができる。
【００１６】
伝導層１７０は、ニッケル（Ｎｉ−ｎｉｃｋｅｌ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ），バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、モリブデン（Ｍｏ）で構成される群から選択される物質、またはこれらが選択的に含まれた合金からなることができる。
【００１７】
伝導層１７０は、発光構造物１２０を全体的に支持して、発光素子の製造工程上で発生し得る機械的損傷（割れまたは剥離など）を最小化することができ、支持基板１６０または結合層１５０を構成する金属物質が発光構造物１２０に拡散することを防止するという効果がある。また、伝導層１７０は、反射層１４０または透明支持層２００を取り囲む形態で形成されて、発光素子の製造工程上で発生し得る反射層１４０及び透明支持層２００の機械的損傷を最小化することができる。例えば、伝導層１７０の両側端部が突出されて反射層１４０を取り囲む構造で形成されることができる。
【００１８】
反射層１４０は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、或いは、Ａｌ、Ａｇ、ＰｔまたはＲｈを含む合金を、含む金属層からなることができる。アルミニウムや銀などは、前記活性層１２４から発生された光を效果的に反射して、発光素子の光抽出効率を大きく改善することができる。
【００１９】
この時、反射層１４０は、発光構造物の方向に形成される少なくとも一つ以上の突出部を含むことができ、突出部の側面は透明支持層２００と接することができる。
【００２０】
透明支持層２００は、活性層１２４から発光する光が発光素子の側面に放出されるように経路を形成して、発光素子の指向角を広げ、発光素子の側面の発光効率を改善するためのものである。
【００２１】
すなわち、従来技術の発光素子は、活性層１２４から発光された光が反射層１４０で反射されて、発光素子の上部にのみ抽出されるようにしたが、実施例の発光素子の透明支持層２００は、活性層１２４から発光されて透明支持層２００に入射されたり、反射層１４０で反射された光の入射角を変化させて、透明支持層２００の側面または発光素子の上部に放出されるようにして、活性層１２４から発光されて支持基板１６０の方向に向かう光が、発光素子の内部で吸収されることを減少させて、光効率を高めることができる。
【００２２】
また、実施例の発光素子は、透明支持層２００の下部に反射層１４０を形成し、従来技術の発光素子よりも長さが長い反射層１４０を形成することによって、活性層１２４から発光された光が発光素子の上部だけでなく、透明支持層２００の側面に放出されるようにして、発光素子の光効率を高めることができるという効果がある。
【００２３】
透明支持層２００は、所定の基準値以上の光透過度を有する絶縁物質からなることができ、前記絶縁物質は、非伝導性である酸化物や窒化物からなることができる。例えば、前記透明支持層２００は、光透過度が７０％以上であるシリコン酸化物（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）から選択される非伝導性物質、またはこれらが選択的に含まれる非伝導性物質で形成されることができる。
【００２４】
透明支持層２００は、スパッタリング蒸着方法または化学的蒸着方法によって形成されることができる。
【００２５】
スパッタリング蒸着方法を使用する場合、イオン化された原子を電場によって加速させて、透明支持層２００のソース材料（ｓｏｕｒｃｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）に衝突させると、ソース材料の各原子が飛び出して蒸着される。また、化学蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法を使用する場合、光透過性を有する酸化物を蒸着することによって生成されることができる。
【００２６】
透明支持層２００が形成される厚さは、実施例によって様々な値を有することができ、活性層１２４から放出される光が発光素子の側面、すなわち、透明支持層２００の側面に放出されることができる厚さで決定され得る。
【００２７】
例えば、透明支持層２００が形成される厚さは、１μｍ〜１００μｍの範囲内の値で設定されることができる。
【００２８】
また、実施例によって透明支持層２００の側面には、活性層１２４から放出される光の放出のための凹凸構造が形成されることができる。
【００２９】
実施例によって、オーミック層１３０と反射層１４０の電気的連結のために電流遮断層１３５の下にはオーミック層１３０及び反射層１４０が形成されることができ、透明支持層２００は形成されなくても良い。
【００３０】
また、実施例によって反射層１４０の突出部は、電流遮断層１３５と垂直に重なるように形成されることができる。
【００３１】
そして、前記オーミック層１３０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）、ＧＺＯ（ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮ（ＩＺＯ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ-Ｇａ  ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ-Ｇａ  ＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆのうち少なくとも一つを含んで形成されることができ、これらの材料に限定されない。
【００３２】
保護層１８０は、金属物質及び絶縁物質のうち少なくとも一つを含むことができ、金属物質である場合にはオーミック層１３０をなす物質よりも電気伝導性が低い物質を使用して、オーミック層１３０に印加される電源が保護層１８０に印加されないようにすることができる。
【００３３】
このような保護層１８０は、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）及びタングステン（Ｗ）のうち少なくとも一つを含み、または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）及び酸化チタン（ＴｉＯｘ）のうち少なくとも一つを含み、または酸化インジウム錫（ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウム酸化亜鉛（ＡＺＯ、Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）及びインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）のうち少なくとも一つを含むことができるが、好ましくは、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）のうち少なくとも一つを含むことができる。
【００３４】
保護層１８０は、発光構造物１２０のエッチング時に保護層１８０の下部に位置した各構成をエッチングから保護し、発光素子を安定的に支持して製造工程上で発生し得る損傷から保護するという効果がある。
【００３５】
前記第１導電型半導体層１２２は、第１導電型ドーパントがドーピングされた３族-５族化合物半導体で具現されることができ、前記第１導電型半導体層１２２がＮ型半導体層である場合、前記第１導電型ドーパントはＮ型ドーパントとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含むことができるが、これに限定されない。また、実施例によって前記第１導電型半導体層１２２の表面には凹凸が形成されることができる。本発明による凹凸の形状は制限されない。
【００３６】
そして、前記活性層１２４は、第１導電型半導体層１２２を通じて注入される電子と、以後形成される第２導電型半導体層１２６を通じて注入される正孔とが互いに結合して、活性層（発光層）物質固有のエネルギーバンドによって決定されるエネルギーを有する光を放出する層である。
【００３７】
そして、前記第２導電型半導体層１２６は、第２導電型ドーパントがドーピングされた３族-５族化合物半導体、例えば、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を含むことができる。前記第２導電型半導体層１２６がＰ型半導体層である場合、前記第２導電型ドーパントはＰ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含むことができる。
【００３８】
そして、第１導電型半導体層１２２の少なくとも一部の上には第１電極１９０が形成され、前記第１電極１９０は、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、鉛（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）、ロジウム（Ｒｈ）及びイリジウム（Ｉｒ）のうちから選択されたいずれか一つの金属、または前記各金属の合金からなる。
【００３９】
各構成に対する詳細は、図２ａ乃至図２ｋを参照して詳細に説明する。
【００４０】
図２ａ乃至図２ｋは、発光素子の一実施例の製造方法を示す図である。
【００４１】
図２ａに示すように、基板１００を準備する。前記基板１００は伝導性基板または絶縁性基板からなることができ、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ、そしてＧａ２Ｏ３のうち少なくとも一つを使用することができる。前記基板１００上には凹凸構造が形成されることができ、これに限定されるものではない。前記基板１００に対して湿式洗浄を行って、表面の不純物を除去することができる。
【００４２】
そして、基板１００上に第１導電型半導体層１２２、活性層１２４及び第２導電型半導体層１２６を含む発光構造物１２０を形成することができる。
【００４３】
この時、前記発光構造物１２０と基板１００との間にはバッファ層（図示せず）を成長させることができ、材料の格子不整合及び熱膨張係数の差を緩和するためのものである。前記バッファ層の材料は、３族-５族化合物半導体からなることができ、例えば、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのうち少なくとも一つで形成されることができる。前記バッファ層上には、非ドープ（ｕｎｄｏｐｅｄ）の半導体層が形成されることができるが、これに限定されない。
【００４４】
また、前記発光構造物１２０は、例えば、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ；Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、化学蒸着法（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ；Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、分子線成長法（ＭＢＥ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、水素化物気相成長法（ＨＶＰＥ；Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）などの方法を用いて形成されることができ、これに限定されるものではない。
【００４５】
第１導電型半導体層１２２は、第１導電型ドーパントがドーピングされた３族-５族化合物半導体で具現されることができ、前記第１導電型半導体層１２２がＮ型半導体層である場合、前記第１導電型ドーパントはＮ型ドーパントとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含むことができるが、これに限定されない。
【００４６】
前記第１導電型半導体層１２２は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質を含むことができる。例えば、第１導電型半導体層１２２は、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＰのうち、いずれか一つ以上で形成されることができる。
【００４７】
前記第１導電型半導体層１２２は、化学蒸着（ＣＶＤ）、分子線成長（ＭＢＥ）、スパッタリングまたは水素化物気相成長（ＨＶＰＥ）などの方法を使用してＮ型ＧａＮ層を形成することができる。また、前記第１導電型半導体層１２２は、チャンバーにトリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びシリコン（Ｓｉ）のようなｎ型不純物を含むシランガス（ＳｉＨ４）が注入されて形成されることができる。
【００４８】
前記活性層１２４は、第１導電型半導体層１２２と第２導電型半導体層１２６を通じて注入されるキャリア（Ｃａｒｒｉｅｒ）が互いに会って活性層（発光層）物質固有のエネルギーバンドによって決定されるエネルギーを有する光を放出する層である。
【００４９】
前記活性層１２４は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ)、量子細線（Ｑｕａｎｔｕｍ-Ｗｉｒｅ）構造、または量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ)構造のうち少なくとも一つで形成されることができる。例えば、前記活性層１２４は、トリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びトリメチルインジウムガス（ＴＭＩｎ）が注入されて、多重量子井戸構造が形成されることができるが、これに限定されない。
【００５０】
前記活性層１２４の井戸層／障壁層は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ(ＩｎＧａＡｓ)／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ(ＩｎＧａＰ)/ＡｌＧａＰのうち、いずれか一つ以上のペア構造で形成されることができるが、これに限定されない。前記井戸層は、前記障壁層のバンドギャップよりも低いバンドギャップを有する物質で形成されることができる。
【００５１】
前記活性層１２４の上又は／及び下には、導電型クラッド層（図示せず）が形成されることができる。前記導電型クラッド層は、ＡｌＧａＮ系半導体で形成されることができ、前記活性層１２４のバンドギャップよりは高いバンドギャップを有することができる。
【００５２】
前記第２導電型半導体層１２６は、第２導電型ドーパントがドーピングされた３族-５族化合物半導体、例えば、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を含むことができる。前記第２導電型半導体層１２６がＰ型半導体層である場合、前記第２導電型ドーパントはＰ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含むことができる。
【００５３】
前記第２導電型半導体層１２６は、チャンバーにトリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びマグネシウム（Ｍｇ）のようなｐ型不純物を含むビセチルシクロペンタジエニルマグネシウム（ＥｔＣｐ２Ｍｇ）{Ｍｇ（Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）２}が注入されてｐ型ＧａＮ層が形成されることができるが、これに限定されるものではない。
【００５４】
実施例で、前記第１導電型半導体層１２２は、Ｐ型半導体層として、前記第２導電型半導体層１２６はＮ型半導体層として具現することができる。また、前記第２導電型半導体層１２６上には、前記第２導電型と極性が異なる半導体、例えば、前記第２導電型半導体層がＰ型半導体層である場合、Ｎ型半導体層（図示せず）を形成することができる。これによって、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接合構造のうちいずれか一つの構造として具現することができる。
【００５５】
そして、図２ｂに示すように、第２導電型半導体層１２６上に保護層１８０を積層する。ここで、前記保護層１８０は絶縁物質からなることができ、前記絶縁物質は非伝導性である酸化物や窒化物からなることができる。一例として、前記保護層１８０は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）層、シリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）層、酸化チタン（ＴｉＯｘ）層、または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層で構成されることができる。保護層１８０は、後述する発光構造物１２０のエッチング時に保護層１８０の下部に位置した各構成をエッチングから保護し、発光素子を安定的に支持して製造工程上で発生し得る損傷から保護するという効果がある。
【００５６】
そして、保護層１８０をエッチングして溝を形成する。このような溝はマスクを利用した乾式エッチングなどの工程によって形成されることができる。
【００５７】
そして、図２ｃに示すように形成された溝に位置した第２導電型半導体層１２６上にオーミック層１３０及び電流遮断層１３５を積層する。
【００５８】
この時、オーミック層１３０は、約２００Aの厚さで積層されることができる。前記オーミック層１３０は、透光性伝導層と金属を選択的に使用することができ、例えば、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）、ＧＺＯ（ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮ（ＩＺＯ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ-Ｇａ  ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ-Ｇａ  ＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆのうち少なくとも一つを含んで形成されることができ、これらの材料に限定されない。そして、前記オーミック層１３０は、スパッタリング法または電子ビーム蒸着法によって形成されることができる。また、実施例によってオーミック層１３０には溝が形成され、電流遮断層１３５が形成されて、電流の流れを水平方向に分散して、過電流による発光素子の誤作動を防止することによって、発光素子の安全性及び信頼性を高めることができるという効果がある。
【００５９】
電流遮断層１３５は、オーミック層１３０と発光構造物１２０との間に形成されることができる。電流遮断層１３５は、反射層１４０またはオーミック層１３０よりも電気伝導性が低い物質、第２導電型半導体層１２６とショットキー接触（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  ｃｏｎｔａｃｔ）を形成する物質、または電気絶縁性物質を用いて形成されることができる。例えば、電流遮断層１３５は、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒのうち少なくとも一つを含むことができる。
【００６０】
電流遮断層１３５は、オーミック層１３０と第２導電型半導体層１２６との間に形成されたり、反射層１４０とオーミック層１３０との間に形成されることができ、これに限定されるものではない。電流遮断層１３５は、発光構造物１２０内で電流が広く拡散して流れるようにするためのもので、必ず形成しなければならないものではない。
【００６１】
そして、図２ｄに示すように、オーミック層１３０または保護層１８０上に透明支持層２００を形成する。透明支持層２００は、活性層１２４から発光する光が発光素子の側面に放出されるように経路を形成して、発光素子の指向角を広げ、発光素子の側面の発光効率を改善するためのものである。
【００６２】
透明支持層２００は、所定の基準値以上の光透過度を有する絶縁物質からなることができ、前記絶縁物質は、非伝導性である酸化物または窒化物からなることができる。例えば、前記透明支持層２００は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）層、酸化チタン（ＴｉＯ２）層、または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層で構成されることができる。
【００６３】
透明支持層２００は、スパッタリング蒸着方法または化学的蒸着方法によって形成されることができる。
【００６４】
スパッタリング蒸着方法を使用する場合、イオン化された原子を電場によって加速させて、透明支持層２００のソース材料に衝突させると、ソース材料の各原子が飛び出して蒸着される。また、化学蒸着方法を使用する場合、光透過性を有する酸化物を蒸着することによって生成されることができる。
【００６５】
透明支持層２００が形成される厚さは、実施例によって様々な値を有することができ、活性層１２４から放出される光が発光素子の側面、すなわち、透明支持層２００の側面に放出されることができる厚さで決定され得る。
【００６６】
例えば、透明支持層２００が形成される厚さは、１μｍ〜１００μｍの範囲内の値で設定されることができる。
【００６７】
また、実施例によって透明支持層２００の側面には、活性層１２４から放出される光を放出するための凹凸構造が形成されることができる。
【００６８】
実施例によって、オーミック層１３０と反射層１４０の電気的連結のために電流遮断層１３５上にはオーミック層１３０が形成されることができ、透明支持層２００は形成されなくても良い。
【００６９】
そして、図２ｅに示すように、オーミック層１３０または透明支持層２００上に反射層１４０を形成する。
【００７０】
前記オーミック層１３０または透明支持層２００上に反射層１４０を約２５００Aの厚さで形成することができる。前記反射層１４０は、例えば、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、ＡｕまたはＨｆのうち少なくとも一つを含む金属、または合金で形成されることができる。または、前記金属または合金と、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＺＴＯ、ＩＡＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＧＴＯ、ＡＺＯ、ＡＴＯなどの透光性伝導性物質を用いて多層で形成することができ、具体的には、ＩＺＯ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ、ＩＺＯ／Ａｇ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ／Ｎｉ、Ａｇ／Ｃｕ、Ａｇ／Ｐｄ／Ｃｕなどで積層されることができる。アルミニウムまたは銀などは、前記活性層１２４から発生された光を效果的に反射して、発光素子の光抽出効率を大きく改善することができる。
【００７１】
特に、反射層１４０は、活性層１２４から発生されて透明支持層２００を通過して入射される光を、透明支持層２００の前面及び側面に反射して発光素子の光抽出効率を改善することができる。このとき、反射層１４０は、発光構造物の方向に形成される少なくとも一つ以上の突出部を含むことができ、突出部の側面は透明支持層２００と接することができる。また、反射層１４０の前記突出部は、前記電流遮断層１３５と垂直に重なるように形成されることができる。
【００７２】
そして、図２ｆに示すように、前記反射層１４０上に伝導層１７０を形成する。前記伝導層１７０は、ニッケル（Ｎｉ−ｎｉｃｋｅｌ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、モリブデン（Ｍｏ）で構成される群から選択される物質、またはこれらが選択的に含まれた合金からなることができる。
【００７３】
この時、伝導層１７０はスパッタリング蒸着方法を使用して形成することができる。スパッタリング蒸着方法を使用する場合、イオン化された原子を電場によって加速させて、伝導層１７０のソース材料に衝突させると、ソース材料の各原子が飛び出して蒸着される。また、実施例によって、電気化学的な金属蒸着方法やユーテクティック（Ｅｕｔｅｃｔｉｃ）金属を用いたボンディング方法などを使用することもできる。実施例によって伝導層１７０は複数のレイヤーで形成されることもできる。
【００７４】
伝導層１７０は、発光構造物１２０を全体的に支持して、発光素子の製造工程上で発生し得る機械的損傷（割れまたは剥離など）を最小化することができるという効果がある。
【００７５】
特に、伝導層１７０は、反射層１４０及び透明支持層２００を取り囲む形態で形成されて、発光素子の製造工程上で発生し得る反射層１４０及び透明支持層２００の機械的損傷を最小化することができる。例えば、伝導層１７０の両側端部が突出されて反射層１４０を取り囲む構造で形成されることができる。
【００７６】
そして、図２ｇに示すように、伝導層１７０上に前記伝導層１７０と支持基板１６０との結合のために結合層１５０を形成することができる。結合層１５０は、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオビウム（Ｎｂ）及び銅（Ｃｕ）で構成される群から選択される物質、またはこれらの合金で形成されることができる。
【００７７】
そして、図２ｈに示すように、結合層１５０上に支持基板１６０を形成することができる。
【００７８】
前記支持基板１６０は、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）で構成される群から選択される物質、又はこれらの合金からなることができ、また、金（Ａｕ）、銅合金（Ｃｕ  Ａｌｌｏｙ）、ニッケル（Ｎｉ-ｎｉｃｋｅｌ）、銅-タングステン（Ｃｕ-Ｗ）、キャリアウエハ（例：ＧａＮ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、Ｇａ２Ｏ３等）などを選択的に含むことができる。前記挑戦性支持基板１６０を形成させる方法は、電気化学的な金属蒸着方法やユーテクティック金属を用いたボンディング方法などを使用することができる。
【００７９】
実施例によって、伝導層１７０を通じて第２導電型半導体層１２６に正孔が注入される場合、支持基板１６０は絶縁物質からなることができ、前記絶縁物質は非伝導性である酸化物または窒化物からなることができる。一例として、前記支持基板１６０は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）層、酸化窒化物層、酸化アルミニウム層からなることができる。
【００８０】
そして、図２ｉに示すように、前記基板１００を分離する。
【００８１】
前記基板１００の除去は、エキシマレーザーなどを用いたレーザーリフトオフ（Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｆｔ  Ｏｆｆ：ＬＬＯ）の方法で行っても良く、乾式及び湿式エッチングの方法で行っても良い。
【００８２】
レーザーリフトオフ法を例に挙げると、前記基板１００の方向に一定領域の波長を有するエキシマレーザー光をフォーカシング（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）して照射すると、前記基板１００と発光構造物１２０との境界面に熱エネルギーが集中されて、境界面がガリウムと窒素分子に分離されながら、レーザー光が通過する部分において瞬間的に基板１００の分離が発生する。
【００８３】
そして、図２ｊに示すように、発光構造物１２０の側面をエッチングする。このとき、終点検出方法によって保護層１８０をなす物質が検出されるとエッチングを止める方法で、前記発光構造物１２０の側面の一部をエッチングすることができる。
【００８４】
この時、エッチングされる発光構造物１２０の下部には保護層１８０が位置するようにエッチング位置を調節することができる。
【００８５】
保護層１８０は、発光構造物１２０のエッチング時に保護層１８０の下部に位置した各構成をエッチングから保護し、発光素子を安定的に支持して製造工程上で発生し得る損傷から保護するという効果がある。
【００８６】
そして、前記第１導電型半導体層１２２上に凹凸構造を形成して光抽出効率を向上させる。このとき、凹凸構造は、ＰＥＣ方法、またはマスクを形成したあとにエッチングを通じて形成することができる。
【００８７】
前記ＰＥＣ方法で、エッチング液（例えば、ＫＯＨまたはＮａＯＨ）の量及びＧａＮの結晶性によるエッチング速度の差などを調節することによって、微細な大きさの凹凸の形状を調節することができる。前記凹凸構造は周期的または非周期的に形成されることができる。
【００８８】
また実施例によって、第１導電型半導体層１２２の表面には２次元フォトニック結晶が形成されることができ、その構造は、光の波長の半分程度の周期で相違する屈折率を有する少なくとも二つの誘電体を周期的に配列して得られる。このとき、それぞれの誘電体は互いに同一のパターンで具備されることができる。
【００８９】
フォトニック結晶は、前記第１導電型半導体層１２２の表面に光バンドギャップ（ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｂａｎｄ  ｇａｐ）を形成して光の流れを制御することができる。
【００９０】
このような発光構造物の溝及びパターン構造は、発光構造物の表面積増加によって光抽出効果を増大させることができ、また、表面の微細な凹凸構造は、光が発光構造物の内部で吸収されることを減少させて発光効率を高めることができる。
【００９１】
そして、図２ｋに示すように、第１導電型半導体層１２２の少なくとも一部の上及び発光構造物１２０の側面に第１電極１９０を形成することができる。
【００９２】
前記第１電極１９０は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、鉛（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）、ロジウム（Ｒｈ）及びイリジウム（Ｉｒ）のうちから選択されたいずれか一つの金属、または前記各金属の合金からなる。
【００９３】
図３は、他の実施例の発光素子を示す図である。
【００９４】
図３を参照すると、実施例の発光素子の透明支持層２００の側面には、活性層１２４から放出される光を放出するための凹凸構造が形成されることができる。このとき、凹凸構造は周期的または非周期的に形成されることができ、凹凸の形状は制限されない。例えば、凹凸形状は、四角、半球、三角、台形、マルチレイヤー、マルチステップ形状など単一または複合的な形態の形状をいずれも含む。
【００９５】
前記凹凸構造は、湿式エッチング工程またはドライエッチング工程を使用したり、湿式エッチング工程及びドライエッチング工程を使用して形成することができる。前記ドライエッチング方法は、プラズマエッチング、スパッタエッチング、イオンエッチングなどが使用されることができ、湿式エッチング工程はＰＥＣ（Ｐｈｏｔｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｗｅｔ-ｅｔｃｈｉｎｇ）工程などが使用されることができる。
【００９６】
この時、ＰＥＣ工程の場合、エッチング液（例えば、ＫＯＨ）の量及び透明支持層２００の結晶性によるエッチング速度の差などを調節することによって、微細な大きさの凹凸の形状を調節することができる。また、マスクを形成したあとにエッチングを通じて凹凸形状を調整することもできる。
【００９７】
したがって、発光素子は、活性層１２４から発光する光が発光素子の側面に放出されるように経路を形成して、側面の発光効率を改善することができるという効果がある。特に、反射層１４０は、活性層１２４から発生されて透明支持層２００を通過して入射される光を、透明支持層２００の前面及び側面に反射して、発光素子の光抽出効率を改善することができる。
【００９８】
図４は、また他の実施例による発光素子を示す図である。
【００９９】
実施例によって透明支持層２００の下部には凹凸構造が形成されることができる。
【０１００】
実施例によって透明支持層２００の下部に凹凸構造が形成される場合、反射層１４０及び伝導層１７０もこれに対応する凹凸構造で形成されることができる。
【０１０１】
反射層１４０の下部の凹凸構造は、反射層１４０から反射されて透明支持層２００に入射される光の反射角を多様に変化させて透明支持層２００の側面に放出されるようにし、活性層１２４から発光された光がこの発光構造物の内部で吸収されることを減少させて発光効率を高めることができる。凹凸構造は周期的または非周期的に形成されることができ、凹凸形状は制限されない。
【０１０２】
例えば、凹凸形状は、四角、半球、三角、台形、マルチレイヤー、マルチステップ形状など単一または複合的な形態の形状をいずれも含む。
【０１０３】
また、反射層１４０または透明支持層２００に形成される凹凸形状は、前記発光構造物の方向に形成される少なくとも一つ以上の突出部を含んだり、複数のステップ構造を含んで形成されることができる。
【０１０４】
例えば、反射層１４０または透明支持層２００はマルチレイヤー、例えば、３つの層で形成されることができる。
【０１０５】
前記凹凸構造は、湿式エッチング工程またはドライエッチング工程を使用したり、湿式エッチング工程及びドライエッチング工程を使用して形成することができる。このとき、マスクを形成したあとにエッチングを通じて凹凸形状を調整することもできる。
【０１０６】
前記ドライエッチング方法は、プラズマエッチング、スパッタエッチング、イオンエッチングなどが使用されることができ、湿式エッチング工程はＰＥＣ工程などが使用されることができる。
このとき、ＰＥＣ工程の場合、エッチング液（例えば、ＫＯＨ）の量及びＧａＮの結晶性によるエッチング速度の差などを調節することによって、微細な大きさの凸凹の形状を調節することができる。
【０１０７】
実施例によって、透明支持層２００は、複数の層（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ）で形成されることができ、各層の厚さは１μｍ〜１００μｍの範囲内の値で設定されることができる。
【０１０８】
実施例によって、透明支持層２００の下部の凹凸構造は、複数のステップ構造で形成されることができる。
【０１０９】
実施例によって、透明支持層２００が複数の層で形成される場合、透明支持層２００の下部に形成される反射層１４０及び伝導層１７０も複数の層で形成されることができる。
【０１１０】
実施例によって、透明支持層２００の下部が複数のステップ構造で形成される場合、反射層１４０及び伝導層１７０もこれに対応される複数のステップ構造で形成されることができる。
【０１１１】
このように、透明支持層２００が複数の層またはステップで形成されると、透明支持層２００の側面の面積が広くなり、発光素子の側面の光抽出効率が著しく改善されるという効果がある。
【０１１２】
また、反射層１４０及び伝導層１７０が複数の層で形成されたり、凹凸構造が形成される場合、発光素子を安定的に支持して、発光素子の製造工程上で発生し得る機械的損傷（割れまたは剥離など）を最小化することができるという効果がある。
【０１１３】
また、実施例によって透明支持層２００の側面には活性層１２４から放出される光を放出するための光抽出構造が形成されて、発光素子の側面の光抽出効率を改善することができる。
【０１１４】
また、実施例によって透明支持層２００の上部には複数の貫通部が形成されて、透明支持層２００とオーミック層１３０との接合力を改善することもできる。
【０１１５】
実施例によって透明支持層２００の上部に凹凸構造が形成される場合、透明支持層２００と第２導電型半導体層１２６が接触されることができる。
【０１１６】
図５は、また他の実施例の発光素子を示す図である。
【０１１７】
図５を参照すると、複数の層またはステップで形成された透明支持層２００の側面には、活性層１２４から放出される光の放出のための凹凸構造、すなわち、光抽出構造が形成されることができる。透明支持層２００の側面の光抽出構造は、透明支持層２００の側面に入射される光の入射角を変化させて、透明支持層２００の表面での全反射を減少させることで、発光素子の側面の光抽出効果を増大させることができ、光抽出効率を高めることができる。
【０１１８】
前記透明支持層２００の側面に形成される光抽出構造は、周期的または非周期的に形成されることができ、光抽出構造の形状は制限されない。
【０１１９】
例えば、光抽出構造の形状は、四角、半球、三角、台形、マルチレイヤー、マルチステップ形状など単一または複合的な形態の形状をいずれも含む。
【０１２０】
前記光抽出構造は、湿式エッチング工程またはドライエッチング工程を使用したり、湿式エッチング工程及びドライエッチング工程を使用して形成することができる。このとき、マスクを形成したあとにエッチングを通じて光抽出構造の形状を調整することもできる。
【０１２１】
前記ドライエッチング方法は、プラズマエッチング、スパッタエッチング、イオンエッチングなどが使用されることができ、湿式エッチング工程はＰＥＣ工程などが使用されることができる。
このとき、ＰＥＣ工程の場合、エッチング液（例えば、ＫＯＨ）の量及びＧａＮの結晶性によるエッチング速度の差などを調節することによって、微細な大きさの凸凹の形状を調節することができる。
【０１２２】
したがって、発光素子は、活性層１２４から発光する光が発光素子の側面に放出されるように経路を形成し、透明支持層２００の側面に光抽出構造を形成することによって、側面の光抽出効率を改善することができるという効果がある。特に、反射層１４０は、活性層１２４から発生されて透明支持層２００を通過して入射される光を、透明支持層２００の前面及び側面に反射して発光素子の光抽出効率を改善することができる。
【０１２３】
図６は、また他の実施例の発光素子を示す図である。
【０１２４】
図６を参照すると、実施例によって透明支持層２００の上部には複数の貫通部が形成されて、透明支持層２００とオーミック層１３０との接合力を改善することもできる。すなわち、透明支持層２００の一部領域は、前記オーミック層１３０を貫通して前記発光構造物と接する複数の貫通部を含むことができる。
【０１２５】
実施例によって透明支持層２００の上部に複数の貫通部が形成される場合、透明支持層２００と第２導電型半導体層１２６が接触されることができる。
【０１２６】
前記透明支持層２００の側面または上部に形成される複数の貫通部は、周期的または非周期的に形成されることができ、貫通部の形状は制限されない。
【０１２７】
例えば、貫通部の形状は、四角、半球、三角、台形、マルチレイヤー、マルチステップ形状など単一または複合的な形態の形状をいずれも含む。
【０１２８】
前記貫通部の構造は、湿式エッチング工程またはドライエッチング工程を使用したり、湿式エッチング工程及びドライエッチング工程を使用して形成することができる。このとき、マスクを形成したあとにエッチングを通じて凹凸形状を調整することもできる。
【０１２９】
前記ドライエッチング方法は、プラズマエッチング、スパッタエッチング、イオンエッチングなどが使用されることができ、湿式エッチング工程はＰＥＣ工程などが使用されることができる。
このとき、ＰＥＣ工程の場合、エッチング液の量及び結晶性によるエッチング速度の差などを調節することによって、微細な大きさの貫通部の形状を調節することができる。
【０１３０】
図７は、実施例による発光素子の指向角が改善された効果を示す図である。
【０１３１】
図７を参照すると、従来技術の発光素子の指向角４０１よりも実施例の発光素子の指向角４０２の範囲が広くなる効果があることが分かる。これは、上述のように、実施例の発光素子は透明支持層を含んで構成されることによって、側面の光抽出効率が改善されるためである。
【０１３２】
図８は、発光素子パッケージの一実施例の断面図である。
【０１３３】
図８に示すように、上述した各実施例による発光素子パッケージは、パッケージボディー５２０と、前記パッケージボディー５２０に設置された第１電極層５１１及び第２電極層５１２と、前記パッケージボディー５２０に設置されて、前記第１電極層５１１及び第２電極層５１２と電気的に連結される実施例による発光素子５００と、前記発光素子５００を包囲する充填材５４０と、を含む。
【０１３４】
前記パッケージボディー５２０は、シリコン材質、合成樹脂材質、または金属材質を含んで形成されることができ、前記発光素子５００の周囲に傾斜面が形成されて光抽出効率を高めることができる。
【０１３５】
前記第１電極層５１１及び第２電極層５１２は互いに電気的に分離され、、前記発光素子５００に電源を提供する。また、前記第１電極層５１１及び第２電極層５１２は、前記発光素子５００から発生され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５００から発生された熱を外部に排出させる役割をすることもできる。
【０１３６】
前記発光素子５００は、前記パッケージボディー５２０上に設置されたり、前記第１電極層５１１または第２電極層５１２上に設置されることができる。
【０１３７】
前記発光素子５００は、前記第１電極層５１１及び第２電極層５１２とワイヤー方式、フリップチップ方式またはダイボンディング方式のうち、いずれか一つによって電気的に連結されることもできる。
【０１３８】
前記充填材５４０は、前記発光素子５００を包囲して保護することができる。また、前記充填材５４０には蛍光体が含まれて、前記発光素子５００から放出された光の波長を変化させることができる。
【０１３９】
図９は、発光素子パッケージを含む照明装置の一実施例の分解斜視図である。
【０１４０】
実施例による照明装置は、光を投射する光源７２０と、前記光源７２０が内蔵されるハウジング７００と、前記光源７２０の熱を放出する放熱部７１０と、前記光源７２０と放熱部７１０とを前記ハウジング７００に結合するホルダー７３０と、を含んでなる。
【０１４１】
前記ハウジング７００は、電気ソケット（図示せず）に結合されるソケット結合部７０１と、前記ソケット結合部７１０と連結され、光源７２０が内蔵されるボディー部７０２とを含む。ボディー部７０２には一つの空気流動口７０３が貫通して形成されることができる。
【０１４２】
前記ハウジング７００のボディー部７２０上に複数個の空気流動口７０３が具備されており、前記空気流動口７０３は、一つの空気流動口からなることもでき、複数個の流動口を、図示のような放射状の配置以外に多様に配置することもできる。
【０１４３】
そして、前記光源７２０は、基板７０５上に複数個の発光素子パッケージ７０４が具備される。ここで、前記基板７０５は、前記ハウジング７００の開口部に挿入可能な形状とすることができ、後述のように、放熱部７１０に熱を伝達するために熱伝導率の高い物質からなることができる。
【０１４４】
そして、前記光源７２０の下部にはホルダー７３０が具備され、前記ホルダー７３０はフレームと、また他の空気流動口とを含むことができる。また、図示されていないが、前記光源７２０の下部には光学部材が具備されて、前記光源７２０の発光素子パッケージ７０４から投射される光を拡散、散乱または収斂させることができる。
【０１４５】
図１０ａ及び図１０ｂは、発光素子パッケージを含むバックライトを示す図である。
【０１４６】
図示のように、バックライトは、ボトムカバー８１０（Ｂｏｔｔｏｍ  ｃｏｖｅｒ）と、前記ボトムカバー８１０の内部の一側に設けられる発光素子パッケージモジュール（図示せず）と、前記ボトムカバー８１０の前面に配置される反射板８２０と、前記反射板８２０の前方に配置され、前記発光モジュールから発散される光を表示装置の前方に案内する導光板８３０と、前記導光板８３０の前方に配置される光学部材８４０と、を含む。そして、バックライトを含むディスプレイ装置は、上述した構成の他に、前記光学部材８４０の前方に配置される液晶表示パネルと、前記液晶表示パネル８６０の前方に設けられるトップカバー８７０（Ｔｏｐ  ｃｏｖｅｒ）と、前記ボトムカバー８１０と前記トップカバー８７０との間に配置されて、前記ボトムカバー８１０と前記トップカバー８７０を共に固定させる固定部材８５０と、を含むことができる。
【０１４７】
前記導光板８３０は、前記発光モジュール（図示せず）から放出される光が面光源の形態で出射されるように案内する役割を果たし、前記導光板８３０の後方に配置される反射板８２０は、前記発光素子パッケージモジュール（図示せず）から放出された光が前記導光板８３０の方向に反射されるようにして、光効率を提供する役割を果たす。
【０１４８】
ただし、前記反射板８２０は、本図面のように別途の構成要素として設けられることもでき、前記導光板８３０の後面や前記ボトムカバー８１０の前面に反射度の高い物質でコーティングされる形態で設けられることも可能である。
【０１４９】
ここで、反射板８２０は、反射率が高く、超薄型で使用可能な素材を使用することができ、ポリエチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ；ＰＥＴ）を使用することができる。
【０１５０】
そして、導光板８３０は、発光素子パッケージモジュールから放出される光を散乱させて、その光が液晶表示装置の画面の全領域にわたって均一に分布されるようにする。したがって、導光板８３０は、屈折率と透過率の良い材料からなり、ポリメチルメタクリレート（ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、又はポリエチレン（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）などで形成されることができる。
【０１５１】
そして、光学部材８４０が前記導光板８３０の上部に具備されて、導光板８３０から出射される光を所定の角度で拡散させる。光学部材８４０は、前記導光板８３０によって導かれた光を液晶表示パネル８６０の方向に均一に照射させる。
【０１５２】
光学部材８４０としては、拡散シート、プリズムシート又は保護シートなどの光学シートを選択的に積層したり、マイクロレンズアレイを使うこともできる。このとき、複数個の光学シートを使うこともでき、光学シートは、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂又はシリコン樹脂などの透明樹脂からなることができる。そして、上述したプリズムシート内に蛍光シートが含まれることもできることは、上述した通りである。
【０１５３】
そして、前記光学部材８４０の前面には液晶表示パネル８６０が具備されることができる。ここで、液晶表示パネル８６０の他に、光源を必要とする他の種類のディスプレイ装置が具備され得ることは勿論である。
【０１５４】
図１０ｂは、バックライトの光源部分の断面図である。
【０１５５】
図示のように、ボトムカバー８１０上には前記反射板８２０が置かれ、前記反射板８２０の上には前記導光板８３０が置かれる。したがって、前記反射板８２０は前記放熱部材（図示せず）と直接接触されることもできる。
【０１５６】
そして、それぞれの発光素子パッケージ８８１が固定された印刷回路基板８８２は、ブラケット８１２上に接合されることができる。ここで、ブラケット８１２は、前記発光素子パッケージ８８１の固定の他に、熱放出のために熱伝導率が高い物質からなることができ、図示されていないが、ブラケット８１２と発光素子パッケージ８８１との間には熱パッドが具備されて、熱伝達を容易にすることができる。
【０１５７】
そして、ブラケット８１２は、図示のように、“Ｌ”字状で具備されて、横部８１２ａはボトムカバー８１０によって支持され、縦部８１２ｂは前記印刷回路基板８８２を固定することができる。
【０１５８】
前記発光素子パッケージは、上記に開示した各実施例の発光素子のうち少なくとも一つを、１個または複数個で搭載することができ、これに限定されない。
【０１５９】
実施例による発光素子パッケージは、複数個が基板上にアレイされ、前記発光素子パッケージの光経路上に光学部材である導光板、プリズムシート、拡散シートなどが配置されることができる。このような発光素子パッケージ、基板、光学部材は、ライトユニットとして機能することができる。また他の実施例は、上述した各実施例に記載された半導体発光素子または発光素子パッケージを含む表示装置、指示装置、照明システムとして具現されることができ、例えば、照明システムはランプ及び街灯を含むことができる。
【０１６０】
以上で各実施例に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ず一つの実施例にのみ限定されるものではない。さらに、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは各実施例の属する分野における通常の知識を有する者によって、他の各実施例に対しても組み合わせまたは変形されて実施可能である。したがって、このような組み合わせ及び変形に関する内容は、本発明の範囲に含まれるものと解析されるべきである。
【符号の説明】
【０１６１】
１００    基板
１２０    発光構造物
１２２    第１導電型半導体層
１２４    活性層
１２６    第２導電型半導体層
１３０    オーミック層
１３５    電流遮断層
１４０    反射層
１５０    結合層
１６０    支持基板
１７０    伝導層
１８０    保護層
１９０    第１電極
２００    透明支持層
５００    発光素子
５１１    第１電極層
５１２    第２電極層
５２０    パッケージボディー
５４０    充填材
【図１】
0005999884.tif 000002
【図２ａ】
0005999884.tif 000003
【図２ｂ】
0005999884.tif 000004
【図２ｃ】
0005999884.tif 000005
【図２ｄ】
0005999884.tif 000006
【図２ｅ】
0005999884.tif 000007
【図２ｆ】
0005999884.tif 000008
【図２ｇ】
0005999884.tif 000009
【図２ｈ】
0005999884.tif 000010
【図２ｉ】
0005999884.tif 000011
【図２ｊ】
0005999884.tif 000012
【図２ｋ】
0005999884.tif 000013
【図３】
0005999884.tif 000014
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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