(57)【要約】   実施例は第１電極と第１半導体層の接続面積を増加させて電流の拡散が容易であり、駆動電圧を改善できる発光素子に関するものであって、第１半導体層、活性層および第２半導体層を含む発光構造物；前記発光構造物が除去されて底面で前記第1半導体層を露出させ、側面で前記第１半導体層、活性層および第２半導体層を露出させる溝；前記溝の底面で露出した前記第１半導体層と接続する第１電極；前記溝の側面で露出した前記１半導体層、活性層および第２半導体層を覆い、一終端が前記第１電極の上部面の一部まで延び、他終端は前記第２半導体層の上部面の一部まで延びて、前記第１電極の上部面と前記第２半導体層の上部面とを部分的に露出させる第１絶縁パターン；露出した前記第２半導体層上に配置された第１反射層；前記第２半導体層および前記第１電極を露出させる第２反射層；および前記第２反射層によって露出した前記第２反射層上に配置された第２電極を含む。  【選択図】図２ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１半導体層、活性層および第２半導体層を含む発光構造物；
前記発光構造物が除去されて、底面で前記第1半導体層を露出させ、側面で前記第１半導体層、活性層および第２半導体層を露出させる溝；
前記溝の底面で露出した前記第１半導体層と接続する第１電極；
前記溝の側面で露出した前記１半導体層、活性層および第２半導体層を覆い、一終端が前記第１電極の上部面の一部まで延び、他終端は前記第２半導体層の上部面の一部まで延びて、前記第１電極の上部面と前記第２半導体層の上部面とを部分的に露出させる第１絶縁パターン；
露出した前記第２半導体層上に配置された第１反射層；
前記第２半導体層および前記第１電極を露出させる第２反射層；および
前記第２反射層によって露出した前記第２半導体層上に配置された第２電極を含む、発光素子。
【請求項２】
前記第１電極の縁と前記溝の底面の縁との離隔間隔は、少なくとも０．０５μｍである、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１絶縁パターンの一終端と前記第１電極の上部面との重なり間隔は１５μｍ未満である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１反射層と前記第２半導体層との間に配置された透明電極層を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記透明電極層は、前記第１反射層の縁から延びて前記第２半導体層上に露出した、請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記透明電極層の一終端は前記第１絶縁パターンの上部面まで延びた、請求項４に記載の発光素子。
【請求項７】
前記透明電極層と前記第１絶縁パターンとの重なり間隔は２μｍ〜５μｍである、請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第１反射層の縁と前記溝の縁との離隔間隔は１０μｍ〜１５μｍである、請求項５に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第２反射層は第１反射層および第１絶縁パターンの上部に配置される、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第２反射層は前記第１電極上部まで延びた前記第１絶縁パターンの縁を覆う、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記第１電極は前記底面に配置される、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記第１絶縁パターンは前記溝の側面を覆う、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記第２電極と前記第２半導体層との間に前記第１反射層が配置される、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記第２反射層によって露出した前記第１電極と接続する第１ボンディングパッド；および
前記第２反射層によって露出した前記第２電極と接続する第２ボンディングパッドをさらに含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１５】
第１半導体層、活性層および第２半導体層を含む発光構造物；
前記発光構造物が除去されて、底面で前記第1半導体層を露出させ、側面で前記第１半導体層、活性層および第２半導体層を露出させる溝；
前記溝の底面で露出した前記第１半導体層と接続する第１電極；
前記溝の側面で露出した前記１半導体層、活性層および第２半導体層を覆い、一終端が前記第１電極の上部面の一部まで延び、他終端は前記第２半導体層の上部面の一部まで延びて、前記第１電極の上部面と前記第２半導体層の上部面とを部分的に露出させる第１絶縁パターン；
露出した前記第２半導体層上に配置された第１反射層；
前記第１反射層を包み込み、前記第２半導体層および第１電極を露出させる第２絶縁パターン；
前記第２絶縁パターン上に配置され、前記第２半導体層および前記第１電極を露出させる第２反射層；および
前記第２絶縁パターンおよび前記第２反射層によって露出した前記第２半導体層上に配置された第２電極を含む、発光素子。
【請求項１６】
前記第１絶縁パターンと前記第２絶縁パターンは、前記第１電極の縁と前記溝の底面の縁との離隔領域で前記溝の側面に沿って傾いた構造で形成され、
前記溝の側面に沿って傾いた領域前記第１絶縁パターンと前記第２絶縁パターンの界面の傾斜角よりも前記溝の側面に沿って傾いた領域で前記第２絶縁パターンと前記第２反射層の界面の傾斜角が小さい、請求項１５に記載の発光素子。
【請求項１７】
前記溝の側面にそって傾いた領域で前記第１絶縁パターンと前記第２絶縁パターンの界面の傾斜角は６５°〜７０°であり、
前記溝の側面に沿って傾いた領域で前記第２絶縁パターンと前記第２反射層の界面の傾斜角は４５°〜６０°である、請求項１６に記載の発光素子。
【請求項１８】
前記第２絶縁パターンの縁は前記第１電極の上部まで延びた前記第１絶縁パターンの縁と一致する、請求項１５に記載の発光素子。
【請求項１９】
前記第２反射層は前記前記第１絶縁パターンおよび前記第２絶縁パターンの縁を覆う、請求項１５に記載の発光素子。
【請求項２０】
前記第１絶縁パターンの縁は前記第２絶縁パターンの縁と一致するように配置される、請求項１５に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明実施例は電流の拡散および駆動電圧が改善された発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は電流が印加されると光を放出する発光素子の一つである。発光ダイオードは低電圧で高効率の光を放出することができるため、エネルギー節減効果が優れている。最近、発光ダイオードの輝度問題が大きく改善されて、液晶表示装置のバックライトユニット（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  Ｕｎｉｔ）、電光掲示板、表示器、家電製品などのような各種機器に適用されている。
【０００３】
発光ダイオードは、第１半導体層、活性層および第２半導体層で構成された発光構造物の一側に第１電極と第２電極が配置された構造であり得る。
【０００４】
垂直型発光ダイオードの場合、第１電極は第１半導体層、活性層および第２半導体層を貫通する溝を通じて第１半導体層と電気的に接続され得る。そして、一般的な垂直型発光ダイオードは、後述する第１電極と連結される第１ボンディングパッドが溝から露出した活性層および第２半導体層と接続されることを防止するために、溝から露出した活性層および第２半導体層を包み込む第１絶縁パターンをさらに含む。
【０００５】
ところが、第２電極と第２半導体層の接触面積対比第１電極と第１半導体層の接触面積が過度に狭い。このため、第１電極と第１半導体層の接触領域で電流クラウディング（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｃｒｏｗｄｉｎｇ）現象が発生して第１電極周辺の発熱が増加し、同時に駆動電圧も大きくなる問題が発生する
【０００６】
第１電極と第１半導体層の接触面積を広くするためには、第１電極と絶縁パターンの離隔間隔を狭くするか第１電極の幅を広く形成する方法がある。しかし、第１電極と第１絶縁パターンが隣接しすぎる場合、絶縁パターン上に形成される反射層の反射効率が低下され得、第１電極と第１絶縁パターンの工程マージンによって第１電極が第１絶縁パターンを完全に覆う問題が発生し得る。また、第１電極の幅を広く形成するために面積が広い底面を有する溝を形成する場合、発光構造物の活性層の面積が減少する。したがって、発光効率が低下する問題が発生する。
【０００７】
すなわち、一般的な発光素子は第１電極の幅を広くするには限界があるため、第１電極と第１半導体層の接触面積も増加させ難い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が達成しようとする技術的課題は、溝の大きさを増加させることなく第１電極と第１半導体層の接続面積を増加させて、電流の拡散が容易であり、駆動電圧を改善できる発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明実施例の発光素子は、第１半導体層、活性層および第２半導体層を含む発光構造物；前記発光構造物が除去されて底面で前記第1半導体層を露出させ、側面で前記第１半導体層、活性層および第２半導体層を露出させる溝；前記溝の底面で露出した前記第１半導体層と接続する第１電極；前記溝の側面で露出した前記１半導体層、活性層および第２半導体層を覆い、一終端が前記第１電極の上部面の一部まで延び、他終端は前記第２半導体層の上部面の一部まで延びて、前記第１電極の上部面と前記第２半導体層の上部面とを部分的に露出させる第１絶縁パターン；露出した前記第２半導体層上に配置された第１反射層；前記第２半導体層および前記第１電極を露出させる第２反射層；および前記第２反射層によって露出した前記第２反射層上に配置された第２電極を含む。
【００１０】
本発明の他の実施例の発光素子は、第１半導体層、活性層および第２半導体層を含む発光構造物；前記発光構造物が除去されて底面で前記第1半導体層を露出させ、側面で前記第１半導体層、活性層および第２半導体層を露出させる溝；前記溝の底面で露出した前記第１半導体層と接続する第１電極；前記溝の側面で露出した前記１半導体層、活性層および第２半導体層を覆い、一終端が前記第１電極の上部面の一部まで延び、他終端は前記第２半導体層の上部面の一部まで延びて、前記第１電極の上部面と前記第２半導体層の上部面とを部分的に露出させる第１絶縁パターン；露出した前記第２半導体層上に配置された第１反射層；前記第１反射層を包み込み、前記第２半導体層および第１電極を露出させる第２絶縁パターン；前記第２絶縁パターン上に配置され、前記第２半導体層および前記第１電極を露出させる第２反射層；および前記第２絶縁パターンおよび前記第２反射層によって露出した前記第２半導体層上に配置された第２電極を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施例に係る発光素子は次のような効果がある。
【００１２】
第１、追加的に活性層を除去せずに第１電極と第１半導体層の接続面積を増加させることができる。したがって、駆動電圧が改善され、発光構造物の電流の拡散が容易であり、駆動電圧が減少し得る。
【００１３】
第二、第１絶縁パターンと第２反射層との間に第２絶縁パターンを配置することによって、溝の側面と第１電極の縁との間で第２反射層の折り曲げ程度を補償することができる。
【００１４】
第三、溝の側面を包み込むように第２反射層を配置することによって、溝の側面に進行する光を発光構造物の光放出面に容易に反射させて発光素子の光束を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明実施例の発光素子の平面図。
【図２ａ】図１のＩ−Ｉ’の断面図。
【図２ｂ】図２ａのＡ領域の拡大図。
【図３】一般的な第１電極と第１半導体層の接続領域を図示した断面図。
【図４ａ】図１の他の実施例のＩ−Ｉ’の断面図。
【図４ｂ】図４ａのＡ領域の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は多様な変更を加えることができ、様々な実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示して説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されるべきである。
【００１７】
第１、第２等のように序数を含む用語は、多様な構成要素の説明に使用され得るが、前記構成要素は前記用語によって限定されはしない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられる。例えば、本発明の技術的範囲を逸脱することなく第２構成要素は第１構成要素と命名され得、同様に第１構成要素も第２構成要素と命名され得る。および／またはという用語は、複数の関連した記載された項目の組み合わせまたは複数の関連した記載された項目のいずれかの項目を含む。
【００１８】
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」あるとか「接続されて」あると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているかまたは接続されていてもよいが、中間に他の構成要素が存在してもよいと理解されるべきである。その反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」あるとか「直接接続されて」あると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないものと理解されるべきである。
【００１９】
本出願で用いられた用語は、単に特定の実施例を説明するために用いられたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性をあらかじめ排除しないものと理解されるべきである。
【００２０】
特に異なって定義されない限り、技術的であるか科学的な用語を含めて、ここで用いられるすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有している。一般的に用いられる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的であるか過度に形式的な意味に解釈されない。
【００２１】
以下、添付された図面を参照して実施例を詳細に説明するものの、図面符号にかかわらず、同一であるか対応する構成要素は同じ参照番号を付与し、これに対する重複する説明は省略する。
【００２２】
以下、添付された図面を参照して実施例の発光素子を詳細に説明する。
【００２３】
［第１実施例］
図１は、本発明実施例の発光素子の平面図である。図２ａは、図１のＩ−Ｉ’の断面図であり、図２ｂは図２ａのＡ領域の拡大図である。
【００２４】
図１、図２ａおよび図２ｂに示されたように、本発明実施例の発光素子は、第１半導体層１５ａ、活性層１５ｂおよび第２半導体層１５ｃを含む発光構造物１５、発光構造物１５が除去されて底面２０ａで第１半導体層１５ａを露出させ、側面２０ｂで第１半導体層１５ａ、活性層１５ｂおよび第２半導体層１５ｃを露出させる溝２０、溝２０の底面２０ａで露出した第１半導体層１５ａと接続する第１電極３０ａ、溝２０の側面２０ｂで露出した１半導体層１５ａ、活性層１５ｂおよび第２半導体層１５ｃを覆い、一終端が第１電極３０ａの上部面の一部まで延び、他終端は第２半導体層１５ｃの上部面の一部まで延びて、第１電極３０ａの上部面と第２半導体層１５ｃの上部面とを部分的に露出させる第１絶縁パターン２５ａ、露出した第２半導体層１５ｃ上に配置された第１反射層４０ａ、第１反射層４０ａおよび第１電極３０ａを露出させる第２反射層４０ｂ、および第２反射層４０ｂにより露出した第１反射層４０ａ上に配置された第２電極３０ｂを含む。
【００２５】
基板１０は伝導性基板または絶縁性基板を含むことができる。基板１０は半導体物質の成長に適合した物質であるかキャリアウェハーであり得る。基板１０は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰおよびＧｅのうち選択された物質で形成され得、これに限定されはしない。基板１０は除去されてもよい。
【００２６】
図示はしていないが、発光構造物１５と基板１０との間にはバッファー層（図示されず）がさらに配置され得る。バッファー層は、第１半導体層１５ａと基板１０の格子不整合を緩和することができる。バッファー層は、ＩＩＩ族とＶ族元素が結合された形態であるかＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのうちいずれか一つを含むことができる。バッファー層にはドーパントがドーピングされ得るが、これに限定されない。バッファー層は基板１０上に単結晶に成長することができ、単結晶として成長したバッファー層は第１半導体層１５ａの結晶性を向上させることができる。
【００２７】
特に、発光構造物１５と基板１０の界面には発光構造物１５で発生した光が基板１０を介して外部に放出される時、光を拡散および噴射させるために凹凸１０ａが形成され得る。凹凸１０ａは図示された通り、規則的な形態であるか非規則的な形態であり得、形は容易に変更され得る。
【００２８】
第１半導体層１５ａは、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族などの化合物半導体で具現され得、第１半導体層１５ａに第１ドーパントがドーピングされ得る。第１半導体層１５ａは、Ｉｎｘ１Ａｌｙ１Ｇａ１−ｘ１−ｙ１Ｎ（０≦ｘ１≦１、０≦ｙ１≦１、０≦ｘ１＋ｙ１≦１）の組成式を有する半導体材料、例えばＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮなどから選択され得る。そして、第１ドーパントは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅのようなｎ型ドーパントであり得る。第１ドーパントがｎ型ドーパントである場合、第１ドーパントがドーピングされた第１半導体層１５ａはｎ型半導体層であり得る。
【００２９】
活性層１５ｂは、第１半導体層１５ａを通じて注入される電子（または正孔）と第２半導体層１５ｃを通じて注入される正孔（または電子）が会う層である。活性層１５ｂは電子と正孔が再結合することによって低いエネルギー準位に遷移し、それに相応する波長を有する光を生成することができる。
【００３０】
活性層１５ｂは、単一井戸構造、多重井戸構造、単一量子井戸構造、多重量子井戸（Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ；ＭＱＷ）構造、量子ドット構造または量子細線構造のうちいずれか一つの構造を有することができ、活性層１５ｂの構造はこれに限定されない。
【００３１】
第２半導体層１５ｃは活性層１５ｂ上に形成され、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族などの化合物半導体で具現され得、第２半導体層１５ｃに第２ドーパントがドーピングされ得る。第２半導体層１５ｃは、Ｉｎｘ２Ａｌｙ２Ｇａ１−ｘ２−ｙ２Ｎ（０≦ｘ２≦１、０≦ｙ２≦１、０≦ｘ２＋ｙ２≦１）の組成式を有する半導体物質またはＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのうち選択された物質で形成され得る。第２ドーパントが、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのようなｐ型ドーパントである場合、第２ドーパントがドーピングされた第２半導体層１５ｃはｐ型半導体層であり得る。
【００３２】
第１電極３０ａは、第１半導体層１５ａ、活性層１５ｂおよび第２半導体層１５ｃを選択的に除去して形成された溝２０を通じて、第１半導体層１５ａと電気的に接続され得る。溝２０の底面２０ａでは第１半導体層１５ａが露出し、溝２０の側面２０ｂでは第１半導体層１５ａ、活性層１５ｂおよび第２半導体層１５ｃが露出され得る。
【００３３】
第１電極３０ａの下部面は全面が第１半導体層１５ａと接続され得る。第１電極３０ａは、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕおよびこれらの選択的な組み合わせで形成され得、これに限定されない。一般的にアルミニウム（Ａｌ）は反射率が非常に高く、抵抗が非常に低い。したがって、第１電極３０ａがアルミニウムを含む場合、活性層１５ｂで発生した光が第１電極３０ａに進行して第１電極３０ａで吸収されずに第１電極３０ａで反射して外部に放出され得る。また、第１電極３０ａと第１半導体層１５ａの接触抵抗が減少し得る。
【００３４】
ところで、アルミニウムは高温で拡散され得るため、第１電極３０ａがアルミニウムを含んでなる場合、アルミニウムの拡散を防止するために、第１電極３０ａはバリアー金属をさらに含むことが好ましい。この時、バリアー金属は、Ｎｉ、ＴｉＷ、Ｐｔ、Ｗなどから選択され得る。この場合、第１電極３０ａは、Ｃｒ／Ａｌ／Ｎｉ、Ｃｒ／Ａｌ／ＴｉＷ、Ｃｒ／Ａｌ／Ｐｔ、Ｃｒ／Ａｌ／Ｗなどの構造から選択され得る。
【００３５】
第１電極３０ａの縁と溝２０の底面２０ａの縁との離隔間隔である第１間隔ｄ１は、０．０５μｍ〜８μｍであり得、好ましくは第１間隔ｄ１は３μｍ〜５μｍであり得る。第１間隔ｄ１が狭い場合は第１電極３０ａが溝２０の側面２０ｂまで延びて第１電極３０ａが活性層１５ｂまたは第２半導体層１５ｃと接続される問題が発生し得る。また、第１間隔ｄ１が広い場合には第１電極３０ａの幅Ｗ２が非常に狭くなり得る。
【００３６】
特に、溝２０の直径が非常に大きい場合、活性層１５ｂが除去された領域が増加して発光領域は減少し得る。溝２０の直径が非常に小さい場合、発光素子の駆動電圧が高くなり得る。すなわち、溝２０の直径は一般的に２０μｍ〜２５μｍであるのが適正であり、第１電極３０ａの幅Ｗ2を増加させるために溝２０の直径を調節するのが難しい場合もある。
【００３７】
図３は、一般的な第１電極と第１半導体層の接続領域を図示した断面図である。
【００３８】
図３のように、一般的な発光素子は、第１電極３と第１半導体層１ａを接続させるために発光構造物１に溝を形成し、溝の側面で露出した第１半導体層１ａ、活性層１ｂおよび第２半導体層１ｃを覆うように絶縁パターン２を形成する。そして、絶縁パターン２により露出した第１半導体層１ａ上に第１電極３を形成する。
【００３９】
一般的な発光素子は、絶縁パターン２の工程マージンを考慮して溝の側面を包み込むように絶縁パターン２を形成することができる。第１電極３は絶縁パターン２により露出した領域に配置され得る。したがって、一般的な発光素子は、第１電極３の幅Ｗ１が過度に狭いため第１電極３と第１半導体層１ａの接触面積を増加させることに限界が存在し得る。
【００４０】
特に、一般的な発光素子は、第１電極３と絶縁パターン２との間の間隔ｄを確保しなければならない。
【００４１】
具体的には、第１電極３と絶縁パターン２との間の間隔ｄが充分でない場合、第１電極３の工程マージンによって第１電極３は絶縁パターン２を完全に覆うことができる。第１電極３の一終端は第２半導体層１ｃまで延長され得る。
【００４２】
また、第１電極３と絶縁パターン２との間の間隔ｄが充分でない場合、反射層などが第１電極３と絶縁パターン２との間の間隔ｄに十分に満たされず、第２半導体層１ｃは露出され得る。これに伴い、発光素子の低電流不良が発生して信頼性が低下し得る。したがって、第１電極３と絶縁パターン２は３μｍ程度の離隔距離を有することができる。
【００４３】
反面、再び図２ｂを参照すると、本発明実施例は、第１電極３０ａは溝２０の底面２０ａに配置され、第１絶縁パターン２５ａは溝２０の側面２０ｂを包み込みつつ第１電極３０ａと重なるように配置されるため、第１電極３０ａの工程マージンだけを考慮することができる。すなわち、従来と比べて第１電極３０ａの幅Ｗ２が広くなるため、第１半導体層１５ａの接触面積が増加し得る。
【００４４】
例えば、図３の場合、発光構造物１の面積対比第１電極３と第１半導体層１ａの接触面積が２．１％に過ぎないが、本発明実施例の場合、発光構造物１５の面積対比第１電極３０ａと第１半導体層１５ａの接触面積が３．６％に増加するため、第１電極３０ａと第１半導体層１５ａの接触面積が約１．５％増加することができる。前記のような接触面積の増加は、約０．０５Ｖの駆動電圧の減少を実現することができる。
【００４５】
本発明実施例の第１絶縁パターン２５ａは、一終端が第１電極３０ａの上部面の一部まで延長され得る。すなわち、第１絶縁パターン２５ａは、第１電極３０ａの側面を完全に包み込むため、第１絶縁パターン２５ａと第１電極３０ａが離隔し、離隔領域で第１半導体層１５ａが露出することを防止することができる。
【００４６】
第１絶縁パターン２５ａの一終端と第１電極３０ａの上部面の重なり間隔である第２間隔ｄ２は１５μｍ未満であることが好ましい。重なり間隔が過度に広い場合、第１電極３０ａの上部面の露出面積が減少して、第１電極３０ａと第１ボンディングパッド４５ａの接触面積が減少するためである。
【００４７】
前記のような本発明実施例の発光素子は、第１絶縁パターン２５ａと第１電極３０ａが重なって第１絶縁パターン２５ａと第１電極３０ａの縁とが離隔することを防止することができる。そして、第１絶縁パターン２５ａの他終端は第２半導体層１５ｃの上部面の一部まで延長して形成され得る。
【００４８】
第１絶縁パターン２５ａは、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸなどのような絶縁性を有する無機絶縁物質を含むことができる。また、ベンゾシクロブテン（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎ；ＢＣＢ）等のような有機絶縁物質を含んでもよく、第１絶縁パターン２５ａはこれに限定されない。
【００４９】
第１絶縁パターン２５ａにより露出した第２半導体層１５ｃ上には、第１反射層４０ａが配置され得る。第１反射層４０ａは、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、ＡｕおよびＨｆなどのように反射率が高い物質で形成され得る。第１反射層４０ａは、前記反射率が高い物質とＩＺＯ、ＩＺＴＯ、ＩＡＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＧＴＯ、ＡＺＯ、ＡＴＯなどのような透明伝導性物質が混合されて形成され得、これに限定されない。
【００５０】
前記のような第１反射層４０ａは発光構造物１５の上部に配置され、活性層１５ｂで発生した光を基板１０側に反射させることができる。すなわち、第１反射層４０ａは、光が放出される発光構造物１５の第１面（下部面）と対向した第２面（上部面）に配置されて光が発光素子の外部に放出されるようにすることができる。
【００５１】
第１反射層４０ａと第２半導体層１５ｃとの間には透明電極層３５がさらに配置され得る。透明電極層３５は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＡＧＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮ（ＩＺＯ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘおよびＮｉＯなどのような透明伝導性酸化物から選択され得る。
【００５２】
透明電極層３５は第２半導体層１５ｃの電気的特性を改善することができる。透明電極層３５は、第２半導体層１５ｃと第２電極３０ｂとの間に配置されてオーミックの役割を遂行することができる。第２電極３０ｂは第２ボンディングパッド４５ｂと電気的に接続されて、第２ボンディングパッド４５ｂの物質が第１反射層４０ａや透明電極層３５に拡散することを防止することができる。
【００５３】
一般的に透明電極層３５上に形成される第１反射層４０ａは、第１絶縁パターン２５ａとの接触特性が良くないこともある。したがって、第１反射層４０ａと第１絶縁パターン２５ａが接触して界面が浮くことを防止するために、透明電極層３５は第１反射層４０ａの縁で突出するように延長され得る。
【００５４】
透明電極層３５は上述した通り、第２半導体層１５ｃの電気的特性を改善するためのものであって、第１絶縁パターン２５ａにより露出した第２半導体層１５ｃを完全に包み込むように形成されることが好ましい。ところが、透明電極層３５の厚さが非常に薄いため、透明電極層３５が第１絶縁パターン２５ａの上部面まで延びない場合、透明電極層３５が第２半導体層１５ｃの上部面を完全に包み込むように形成されたかの確認が不可能である。
【００５５】
したがって、透明電極層３５の縁が第１絶縁パターン２５ａと重なるように形成することによって、透明電極層３５が正しく形成されたかの可否を把握することができる。
【００５６】
第３間隔ｄ３が過度に広い場合、第１絶縁パターン２５ａと第２反射層４０ｂが隣接して、第２反射層４０ｂの物質は第１絶縁パターン２５ａに沿って第１半導体層１５ａに流入され得る。ここで、第３間隔ｄ３は透明電極層３５と第１絶縁パターン２５ａとの重なり間隔であり得る。反対に、第３間隔ｄ３が過度に狭い場合、工程マージンによって透明電極層３５は第２半導体層１５ｃを完全に包み込むことができず、第２半導体層１５ｃが露出され得る。したがって、第３間隔ｄ３は２μｍ〜５μｍであり得る。
【００５７】
そして、第１反射層４０ａの縁と溝２０の側面の終端との離隔間隔である第４間隔ｄ４が過度に狭い場合、上述した通り、第１絶縁パターン２５ａと第２反射層４０ｂが隣接して、第２反射層４０ｂの物質が第１絶縁パターン２５ａに沿って第１半導体層１５ａに流入され得る。反対に、第４間隔ｄ４が過度に広い場合、第１反射層４０ａの形成面積が狭くなって第１反射層４０ａによる反射効率が低下され得る。したがって、第４間隔ｄ４は１０μｍ〜１５μｍであり得る。
【００５８】
第２反射層４０ｂは第１電極３０ａおよび第１反射層４０ａの一部のみを露出させ、発光構造物１５の全面を包み込むように配置され得る。第２反射層４０ｂは絶縁機能と反射機能をすべて遂行する物質で具現され得る。例えば、第２反射層４０ｂは分散ブラッグ反射層（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＤＢＲ）を含むことができ、これに限定されない。
【００５９】
分散ブラッグ反射層は、屈折率が異なる２種類の物質を交互に積み重ねた構造で構成され得る。分散ブラッグ反射層は、高屈折率を有する第１層と低屈折率を有する第２層が繰り返されて形成され得る。第１層と第２層はいずれも誘電体であり得、第１層と第２層の高屈折率と低屈折率は相対的な屈折率であり得る。発光構造物１５から放出される光のうち第２反射層４０ｂに進行する光は、第１層と第２層の屈折率差によって第２反射層４０ｂを通過できずに再び発光構造物１５の方向に反射され得る。
【００６０】
第２反射層４０bの一終端は第１電極３０ａの上部面の一部まで延長され得る。これは、第２反射層４０bが第１絶縁パターン２５ａの縁を完全に包み込むためであり得る。
【００６１】
溝２０の内部で第１絶縁パターン２５ａが露出する場合、活性層１５ｂから発出する光は第１絶縁パターン２５ａを通じて発光構造物１５の上部に進行して光放出効率が低下され得る。したがって、本発明実施例の発光素子は、第２反射層４０ｂの一終端は第１絶縁パターン２５ａの終端を完全に包み込むように第１電極３０ａの上部面の一部まで延びる。
【００６２】
すなわち、前記のような本発明実施例の発光素子は、発光構造物１５の上部に第１、第２反射層４０ａ、４０ｂを配置して、活性層１５ｂから発生した光を効率的に基板１０側に反射させることができる。
【００６３】
第２電極３０ｂは第２反射層４０ｂにより露出した第１反射層４０ａ上に配置され得る。第２電極３０ｂは、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕおよびこれらの選択的な組み合わせで形成され得、これに限定されない。
【００６４】
そして、第１ボンディングパッド４５ａは第２反射層４０ｂにより露出した第１電極３０ａと接続され、第２ボンディングパッド４５ｂは第２反射層４０ｂにより露出した第２電極３０ｂと接続され得る。
【００６５】
［第２実施例］
図４ａは図１の他の実施例のＩ−Ｉ’の断面図であり、図４ｂは図４ａのＡ領域の拡大図である。
【００６６】
図４ａおよび図４ｂに示されたように、本発明の他の実施例の発光素子は、第１絶縁パターン２５ａと第２反射層４０ｂとの間に第２絶縁パターン２５ｂをさらに形成することができる。第２絶縁パターン２５ｂは溝２０の側面２０ｂと第１電極３０ａの縁との間で第２反射層４０ｂの折り曲げ程度を補償することができる。
【００６７】
具体的には、溝２０の深さが過度に深い場合、第２反射層４０ｂの上部面が平坦でなく、溝２０の側面２０ｂと第１電極３０ａの縁との間で折り曲げ部が形成され得る。そして、折り曲げ部により第２反射層４０ｂの厚さが均一でないため第２反射層４０ｂが部分的に形成されない問題が発生し得る。
【００６８】
しかし、本発明実施例のように、第１絶縁パターン２５ａと第２反射層４０ｂとの間に第２絶縁パターン２５ｂを配置した場合、第２絶縁パターン２５ｂは第２反射層４０ｂのＢ領域の折り曲げ程度を補償することができる。特に、第２絶縁パターン２５ｂが十分な厚さを有する場合、第２絶縁パターン２５ｂの上部面は平坦であり、発光素子のステップカバレッジを向上させることができる。
【００６９】
さらに、第２絶縁パターン２５ｂは、第２反射層４０ｂ、発光構造物１５および第１絶縁パターン２５ａの熱膨張係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ；ＣＴＥ）の偏差を減少させることができる。そして、熱膨張係数の差によって、第２絶縁パターン２５ｂは第２反射層４０ｂの表面に浮きが発生したりクラックが発生することを防止することができる。
【００７０】
第２絶縁パターン２５ｂは、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸなどのような絶縁性を有する無機絶縁物質を含むことができる。また、ベンゾシクロブテン（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎ；ＢＣＢ）等のような有機絶縁物質を含むこともでき、第１絶縁パターン２５ａはこれに限定されない。
【００７１】
具体的には、第１絶縁パターン２５ａと第２絶縁パターン２５ｂは、第１電極３０ａの縁と溝２０の底面２０ａの縁の離隔領域で溝の側面に沿って傾いた構造で形成され得る。この時、溝２０の側面２０ｂに沿って傾いた領域において、第１絶縁パターン２５ａと第２絶縁パターン２５ｂの界面の第１傾斜角θ１よりも第２絶縁パターン２５ｂと第２反射層４０ｂの界面の第２傾斜角θ２が小さくてもよい。例えば、第１傾斜角θ１は６５°〜７０°であり、第２傾斜角θ２は４５°〜６０°であり得る。第２傾斜角θ２は第２絶縁パターン２５ｂの厚さが厚くなるほど小さくなり得る。
【００７２】
特に、第２絶縁パターン２５ｂの縁が第１絶縁パターン２５ａの縁を完全に覆う場合、第２絶縁パターン２５ｂにより第１電極３０ａの上部面は露出面積が減少し得る。したがって、第２絶縁パターン２５ｂの縁は第１絶縁パターン２５ａの縁と一致するか、第１絶縁パターン２５ａの縁を露出させることが好ましい。図面では第２絶縁パターン２５ｂの縁が第１絶縁パターン２５ａの縁と一致するのを図示した。
【００７３】
第２反射層４０bは、活性層１５ｂから放出される光が溝２０の側面２０ｂを通じて、第１、第２ボンディングパッド４５ａ、４５ｂの方向に進行することを防止するために、溝２０の側面２０ｂを完全に包み込むように形成され得る。図面では第２反射層４０ｂが第１、第２絶縁パターン２５ａ、２５ｂの縁を完全に包み込む構造を図示した。
【００７４】
上述した通り、本発明実施例の発光素子は、追加的に活性層１５ｂを除去せずに第１電極３０ａと第１半導体層１５ａの接続面積を増加させることができる。これに伴い、駆動電圧が改善され、発光構造物１５の電流の拡散が容易となり得る。この時、第１絶縁パターン２５ａと第２反射層４０ｂとの間に第２絶縁パターン２５ｂを配置して、溝２０の側面２０ｂと第１電極３０ａの縁との間で第２反射層４０ｂの折り曲げ程度を補償することができる。また、溝２０の側面２０ｂを包み込むように第２反射層４０ｂを配置して、溝２０の側面２０ｂに進行する光を発光構造物１５の光放出面に容易に反射させて発光素子の光束を向上させることができる。
【００７５】
前記のような本発明実施例の発光素子は、導光板、プリズムシート、拡散シートなどの光学部材をさらに含んで構成されて、バックライトユニットとして機能することができる。また、実施例の発光素子は、表示装置、照明装置、指示装置にも適用され得る。
【００７６】
この時、表示装置は、ボトムカバー、反射板、発光モジュール、導光板、光学シート、ディスプレイパネル、画像信号出力回路およびカラーフィルターを含むことができる。ボトムカバー、反射板、発光モジュール、導光板および光学シートは、バックライトユニット（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  Ｕｎｉｔ）を形成することができる。
【００７７】
反射板はボトムカバー上に配置され、発光モジュールは光を放出する。導光板は反射板の前方に配置されて発光素子から発散する光を前方に案内し、光学シートはプリズムシートなどを含んで構成されて導光板の前方に配置される。ディスプレイパネルは光学シートの前方に配置され、画像信号出力回路はディスプレイパネルに画像信号を供給し、カラーフィルターはディスプレイパネルの前方に配置される。
【００７８】
そして、照明装置は基板と実施例の発光素子を含む光源モジュール、光源モジュールの熱を発散させる放熱部および外部から提供された電気的信号を処理または変換して光源モジュールに提供する電源提供部を含むことができる。また、照明装置は、ランプ、ヘッドランプ、または街路灯などを含むことができる。
【００７９】
以上で説明した本発明は、前述した実施例および添付された図面に限定されず、実施例の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な置換、変形および変更が可能であることは、本発明が属する技術分野で従来の知識を有する者に明白である。
【図１】
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【図２ａ】
2019503087.tif 000004
【図２ｂ】
2019503087.tif 000005
【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【国際調査報告】
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