(57)【要約】【課題】発光素子の電気的特性及び光学的特性を向上させること。【解決手段】実施例による発光素子は、基板と、前記基板上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を含み、前記第１導電型半導体層の一部領域が露出される発光構造物と、前記露出される第１導電型半導体層の一部領域上の第１電極と、前記第２導電型半導体層上の第２電極と、を含む。前記発光構造物の側面は、基準面に対して傾斜した第１傾斜側面を有し、前記第１傾斜側面は、第１方向の長さが第２方向の長さよりも大きい凹凸構造を有する凸凹パターンを有する。ここで、前記基準面は、前記基板から前記発光構造物に向かう方向と垂直な面であり、前記第１方向は、前記第１傾斜側面の傾斜方向であり、前記第２方向は、前記第１傾斜側面の横方向である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を含み、前記第１導電型半導体層の一部領域が露出される発光構造物と、
前記露出される第１導電型半導体層の一部領域上の第１電極と、
前記第２導電型半導体層上の第２電極と、を含み、
前記発光構造物の側面は、前記基板から前記発光構造物に向かう方向と垂直な面を基準面としたときに、前記基準面に対して傾斜した第１傾斜側面を有し、
前記第１傾斜側面は、当該第１傾斜側面の傾斜方向である第１方向の長さが、当該第１傾斜側面の横方向である第２方向の長さよりも大きい凹凸構造を有する、発光素子。
【請求項２】
前記第１傾斜側面は、前記第１導電型半導体層、前記活性層、及び前記第２導電型半導体層の側面からなる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１傾斜側面は、前記第１導電型半導体層の側面からなる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記発光構造物は、
前記第２導電型半導体層、前記活性層及び前記第１導電型半導体層の一部分がメサエッチングされて前記第１導電型半導体層の一部領域を露出し、
前記第１傾斜側面は、前記メサエッチングによって露出される第１導電型半導体層の上面と前記基板との間に位置する第１導電型半導体層の第１部分の側面からなる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記第１傾斜側面は、前記基準面に対して５°〜８５°の角度をなす、請求項１に記載の発光素子。
【請求項６】
前記凹凸構造は、
凸部及び凹部を含み、前記凸部及び前記凹部のそれぞれは、前記第１方向の長さが前記第２方向の長さよりも長い、請求項１に記載の発光素子。
【請求項７】
前記凸部及び前記凹部の前記第２方向への断面形状は、正方形、矩形及び三角形などの多角形、又は、円形及び楕円形などの曲線形状、または尖状である、請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記基板は、前記基準面に対して傾斜した第２傾斜側面を有する、請求項１に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第２傾斜側面は、第３方向の長さが第４方向の長さよりも長い凹凸構造を有し、前記第３方向は、前記第２傾斜側面の傾斜方向であり、前記第４方向は、前記第２傾斜側面の横方向である、請求項８に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第２傾斜側面は、これと対応する第１傾斜側面と接し、同一の傾斜面上に設けられる、請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記第１傾斜側面及びこれに対応する第２傾斜側面上の凹凸構造は、互いに接し、同一のプロファイルを有する、請求項９に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記第２傾斜側面は、前記基準面に対して５°〜８５°の角度をなす、請求項８に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記メサエッチングによって前記第１部分の上部に形成されるメサ構造物の側面は垂直であり、ここで、前記メサ構造物は、前記第１導電型半導体層の第２部分、前記活性層、及び前記第２導電型半導体層を含み、前記第２部分は、前記第１部分の上部に位置する第１導電型半導体層の残りの部分である、請求項４に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記発光素子は、
前記第２導電型半導体層上の伝導層をさらに含み、
前記第２電極は、前記伝導層上に配置される、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１５】
前記第１傾斜側面と前記第２傾斜側面を連結する線は、前記基準面から５°〜８５°の角度をなす、請求項９に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、発光素子の製造方法及び発光素子パッケージ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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、発光素子の電気的特性及び光学的特性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施例による発光素子は、基板と、前記基板上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を含み、前記第１導電型半導体層の一部領域が露出される発光構造物と、前記露出される第１導電型半導体層の一部領域上の第１電極と、前記第２導電型半導体層上の第２電極と、を含み、前記発光構造物の側面は、前記基板から前記発光構造物に向かう方向と垂直な面を基準面としたときに、前記基準面に対して傾斜した第１傾斜側面を有し、前記第１傾斜側面は、当該第１傾斜側面の傾斜方向である第１方向の長さが、当該第１傾斜側面の横方向である第２方向の長さよりも長い凹凸構造を有する。前記発光素子は、前記第２導電型半導体層上の伝導層をさらに含み、前記第２電極は前記伝導層上に配置されることができる。
【０００６】
前記第１傾斜側面は、前記第１導電型半導体層、前記活性層、及び前記第２導電型半導体層の側面からなることができる。また、前記第１傾斜側面は、前記第１導電型半導体層の側面からなることができる。前記第１傾斜側面は、前記基準面に対して５°〜８５°の角度をなすことができる。
【０００７】
前記発光構造物は、前記第２導電型半導体層、前記活性層及び前記第１導電型半導体層の一部分がメサエッチング（ｍｅｓａ  ｅｔｃｈｉｎｇ）されて前記第１導電型半導体層の一部領域を露出し、前記第１傾斜側面は、前記メサエッチングによって露出される第１導電型半導体層の上面と前記基板との間に位置する第１導電型半導体層の第１部分の側面からなることができる。
【０００８】
前記凹凸構造は凸部及び凹部を含み、前記凸部及び前記凹部のそれぞれは、前記第１方向の長さが前記第２方向の長さよりも長くすることができる。また、前記凸部及び前記凹部の前記第２方向への断面形状は、正方形、矩形及び三角形などの多角形であっても良く、円形及び楕円形などの曲線形状、または尖状であっても良い。
【０００９】
前記基板は、前記基準面に対して傾斜した第２傾斜側面を有することができる。前記第２傾斜側面は、第１方向の長さが第２方向の長さよりも長い凹凸構造を有することができる。前記第２傾斜側面は、これと対応する第１傾斜側面と接し、同一の傾斜面上に設けられることができる。前記第１傾斜側面及びこれに対応する第２傾斜側面上の凹凸構造は互いに接し、同一のプロファイルを有することができる。前記第２傾斜側面は、前記基準面に対して５°〜８５°の角度をなすことができる。前記第１傾斜側面と前記第２傾斜側面は、前記基準面となす角度が互いに同一であっても良く、また、前記第１傾斜側面と前記第２傾斜側面は、前記基準面となす角度が互いに異なっても良い。
【００１０】
前記メサエッチングによって前記第１部分の上部に形成されるメサ構造物の側面は垂直であり、ここで、前記メサ構造物は、前記第１導電型半導体層の第２部分、活性層及び第２導電型半導体層を含み、前記第２部分は、前記第１部分の上部に位置する第１導電型半導体層の残りの部分でありうる。
【００１１】
前記第１傾斜側面と前記第２傾斜側面を連結する線は、前記基準面から５°〜８５°の角度をなすことができる。前記第２導電型半導体層から前記基板に向かうほど前記発光構造物の断面積が漸増することができる。
【００１２】
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と、前記パッケージボディー上の発光素子と、前記パッケージボディー上に具備され、前記発光素子と連結される第１電極層と第２電極層と、前記発光素子を取り囲む充填材と、を含み、前記発光素子は、実施例による発光素子でありうる。
【００１３】
実施例による照明装置は、基板上に複数個の発光素子パッケージを含み、光を放出する光源と、前記光源が内蔵されるハウジングと、前記光源の熱を放出する放熱部と、光源と放熱部をハウジングに結合するホルダーと、を含んでなり、前記発光素子パッケージは実施例による発光素子パッケージでありうる。
【発明の効果】
【００１４】
上述した実施例による発光素子は、光学的特性及び電気的特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例による発光素子の斜視図である。
【図２ａ】図１の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図２ｂ】図１の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図２ｃ】図１の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図２ｄ】図１の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図２ｅ】図１の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図２ｆ】図１の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図２ｇ】図１の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図３】発光素子パッケージの一実施例の断面図である。
【図４】他の実施例による発光素子の斜視図である。
【図５ａ】図４の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図５ｂ】図４の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図５ｃ】図４の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図５ｄ】図４の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図５ｅ】図４の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図５ｆ】図４の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図５ｇ】図４の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図６】更に他の実施例による発光素子を示す図である。
【図７ａ】図６の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図７ｂ】図６の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図７ｃ】図６の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【図８】実施例による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９ａ】実施例による発光素子パッケージを含む表示装置を示す図である。
【図９ｂ】図９ａに示された表示装置の光源の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照し、実施例による発光素子、発光素子の製造方法及び発光素子パッケージについて説明する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
図１は、実施例による発光素子の斜視図である。図１を参照すると、発光素子は、基板１００、前記基板１００上の発光構造物１０５、伝導層１５０、第１電極１７０及び第２電極１６０を含む。
【００２０】
前記発光構造物１０５は、第１導電型半導体層１２０、活性層１３０、第２導電型半導体層１４０を含む。例えば、前記発光構造物１０５は、前記基板１００上に第１導電型半導体層１２０、活性層１３０、及び第２導電型半導体層１４０が順次に積層された構造とすることができる。ここで、前記発光構造物１０５は、窒化物半導体からなることができるが、これに限定されず、他の材質の発光構造物が形成されることもできる。
【００２１】
前記基板１００は、前記発光構造物１０５を支持し、透光性を有する材質、例えばサファイア基板、シリコン（Ｓｉ）基板、酸化亜鉛（ＺｎＯ）基板及び窒化物半導体基板のうちいずれか一つ、または、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇａ２０３、そしてＧａＡｓのうち少なくとも一つが積層されたテンプレート（Ｔｅｍｐｌａｔｅ）基板とすることができる。
【００２２】
前記基板１００上には前記第１導電型半導体層１２０が配置される。前記第１導電型半導体層１２０は、第１導電型半導体層のみで形成したり、前記第１導電型半導体層の下に非ドープの半導体層をさらに含むことができるが、これに限定されない。前記非ドープの半導体層は、前記第１導電型半導体層の結晶性を向上させるために形成される層であって、前記ｎ型ドーパントがドーピングされないことで、前記第１導電型半導体層に比べて低い電気伝導性を有すること以外は、前記第１導電型半導体層と同様にすることができる。
【００２３】
例えば、基板１００と発光構造物１０５との間には２族乃至６族元素の化合物半導体を用いた層またはパターン、例えば、ＺｎＯ層（図示せず）、バッファ層（図示せず）、非ドープの半導体層（図示せず）のうち少なくとも一つの層が形成されることができる。バッファ層または非ドープの半導体層は、３族−５族元素の化合物半導体を用いて形成されることができ、バッファ層は、基板１００との格子定数の差を減らすことができ、非ドープの半導体層は、ドーピングしないＧａＮ系半導体で形成することができる。
【００２４】
前記第１導電型半導体層１２０は、例えば、ｎ型半導体層を含むことができ、前記ｎ型半導体層は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮなどから選択されることができ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのｎ型ドーパントがドーピングされることができる。
【００２５】
前記第１導電型半導体層１２０上には前記活性層１３０が配置される。前記活性層１３０は例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料を含んで形成することができ、量子細線（Ｑｕａｎｔｕｍ  ｗｉｒｅ）構造、量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔ)構造、単一量子井戸構造、または多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ)のうち少なくとも一つを含むことができる。
【００２６】
前記活性層１３０は、前記第１導電型半導体層１２０及び前記第２導電型半導体層１４０から提供される電子及び正孔の再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）過程で発生されるエネルギーにより光を生成することができる。前記活性層１３０は、様々な波長を有する光の生成が可能な層であって、その生成する光の波長範囲は限定されない。
【００２７】
前記活性層１３０上には前記第２導電型半導体層１４０が配置される。前記第２導電型半導体層１４０は、例えばｐ型半導体層として具現されることができ、前記ｐ型半導体層は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料、例えばＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮなどから選択されることができ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントがドーピングされることができる。
【００２８】
ここで、上述とは異なり、前記第１導電型半導体層１２０がｐ型半導体層を含み、前記第２導電型半導体層１４０がｎ型半導体層を含むこともできる。また、前記第１導電型半導体層１２０上にはｎ型またはｐ型半導体層を含んでいる第３導電型半導体層（図示せず）が形成されることもでき、これによって本実施例による前記発光素子は、ｎｐ、ｐｎ、ｎｐｎ、ｐｎｐの接合構造のうち少なくとも一つを有することができる。また、前記第１導電型半導体層１２０及び前記第２導電型半導体層１４０内の導電型ドーパントのドーピング濃度は、均一または不均一に形成されることができる。すなわち、前記複数の半導体層の構造は多様に形成されることができ、これに限定するものではない。
【００２９】
前記発光構造物１０５は、第２導電型半導体層１４０、活性層１３０、及び第１導電型半導体層１２０の一部分がメサエッチングされて、第１導電型半導体層１２０の一部領域Ｐが露出された構造とすることができる。
【００３０】
前記基板１００及び前記発光構造物１０５のうち少なくとも一つは基準面に対して一定の角度で傾斜した傾斜側面１４２、１４４を有する。ここで基準面は、前記基板１００の下部面、または前記基板１００から前記発光構造物１０５に向かう方向と垂直な発光構造物１０５の水平面とすることができる。
【００３１】
例えば、図１に示す発光素子は、前記基板１００及び前記発光構造物１０５のそれぞれが、前記基準面を基準にして一定の角度で傾斜した傾斜側面１４２、１４４を有する。
【００３２】
前記発光構造物１０５は、前記基準面を基準にして第１角度だけ傾斜した第１傾斜側面１４２を有し、前記基板１００は、前記基準面を基準にして第２角度だけ傾斜した第２傾斜側面１４４を有することができる。例えば、前記第１角度及び前記第２角度は５°〜８５°とすることができ、互いに同一であっても良いが、これに限定されず、前記第１角度及び前記第２角度は、互いに異なっても良い。第１傾斜側面１４２とこれに対応する第２傾斜側面１４４とは、同一の傾斜面上で互いに接触／連結されることができる。図１に示すように、発光素子は、第１傾斜側面１４２を有する発光構造物１０５と、第２傾斜側面１４４を有する基板１００とを具備することで、前記第２導電型半導体層１４０から基板１００に向かうほど発光構造物１０５の断面積が漸増することができる。このような現象は、後述のようなエッチング工程を通じて形成されるからである。
【００３３】
例えば、前記発光構造物１０５の第１傾斜側面１４２と、前記基板１００の第２傾斜側面１４４とを連結する線は、前記基準面から５°〜８５°の角度をなすもので、前記基準面と平行なものではない。
【００３４】
また、前記基板１００と第１導電型半導体層１２０と活性層１３０及び第２導電型半導体層１４０のエッジ部分は丸くパターニングされており、それは、後述のように、エッチング工程で使用されるマスクのエッジが丸くパターニングされているからである。また、後述するマスクの形状にしたがって前記基板１００と前記第１導電型半導体層１２０と前記活性層１３０、及び前記第２導電型半導体層１４０の側面には、多角形形状及び尖状などの凹凸パターン１８０が形成されることもできる。
【００３５】
前記発光構造物１０５の第１傾斜側面１４２と前記基板１００の第２傾斜側面１４４のうち少なくとも一つは凹凸パターンを有する。このとき、凹凸パターンは、傾斜方向の長さが前記傾斜方向の横方向の長さよりも大きい凹凸構造とすることができる。
【００３６】
例えば、第１傾斜側面１４２の凹凸パターンは、第１方向の長さが第２方向の長さよりも長い凹凸構造であり、第２傾斜側面１４４の凹凸パターンは、第３方向の長さが第４方向の長さよりも長い凹凸構造とすることができる。
【００３７】
第１方向は、第１傾斜側面１４２の傾斜方向１１１−１であり、第２方向は、第１傾斜側面１４２の横方向１１１−２とすることができる。また、第３方向は、第２傾斜側面１４４の傾斜方向１１２−１であり、第４方向は、第２傾斜側面１４４の横方向１１２−２とすることができる。このとき、傾斜方向１１１−１または１１２−１と横方向１１１−２または１１２−２とは互いに垂直とすることができる。
【００３８】
第１傾斜側面１４２上の凹凸パターンと、これに対応する第２傾斜側面１４４上の凹凸パターンとは互いに接し、同一のプロファイル（Ｐｒｏｆｉｌｅ）を有することができる。
【００３９】
具体的に、凹凸パターン１８０は凸部１８２及び凹部１８４を含み、凸部１８２及び凹部１８４は、第１方向の長さが第２方向の長さよりも大きい凸凹構造とすることができる。このとき、凸部１８２及び凹部１８４の第２方向への断面形状は、正方形、矩形、及び三角形などの多角形であっても良く、円形及び楕円形などの曲線形状、または尖状などの様々な形状とすることができる。
【００４０】
前記伝導層１５０は、前記第２導電型半導体層１４０上に配置される。伝導層１５０は全反射を減少させるだけでなく、投光性がよいので活性層１３０から第２導電型半導体層１４０に放出される光の抽出効率を増加させる。伝導層１５０は、発光波長に対して透過率が高い透明な酸化物系物質からなることができる。例えば、透明な酸化物系物質には，ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＴＯ（Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ)、ＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）及びＺｎＯ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などがある。
【００４１】
発光構造物１０５がメサエッチングされて露出される第１導電型半導体層１２０の領域Ｐ上には第１電極１７０が配置され、第２導電型半導体層１４０の上の伝導層１５０上には第２電極１６０が配置されることができる。前記第１電極１７０と第２電極１６０は、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｌ  ａｌｌｏｙ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｇ、Ａｇ  ａｌｌｏｙ、Ａｕ，Ｈｆ、Ｐｔ、Ｒｕ及びＡｕなどのうち、一つ以上の物質または合金を含む物質であっても良く、その形態は、単層または多層とすることができる。
【００４２】
図１に示した実施例による発光素子に電流を印加すると、電流が第１電極１７０と第２電極１６０に供給されるので、第２導電型半導体層１４０から活性層１３０に正孔（＋）が放出され、第１導電型半導体層１２０から活性層１３０に電子（−）が放出される。したがって、活性層１３０で正孔と電子が結合しながらエネルギー準位が低くなり、エネルギー準位が低くなると同時に放出されるエネルギーが光の形態で発散される。このとき、図１において矢印で示されたように、下方向に向かう光は、発光構造物１０５をなす各層の境界部分、またはサファイア基板１００の境界面から反射されて、発光素子の前面に進行することができる。
【００４３】
一般に、異種基板との格子不整合によるストレスによって、発光構造物をなす窒化物半導体単結晶の欠陥密度が非常に高く、したがって、発光素子の電気的・光学的特性が低下することがある。そして、発光構造物が直角の構造になっているので光抽出効率が劣るが、これは臨界角内で発生されるフォトン（Ｐｈｏｔｏｎ）が内部で損失されるからである。
【００４４】
ところが、本実施例による発光素子は、基板１００と発光構造物１０５が傾斜した側面１４２、１４４を有するように形成され、具体的には、基準面に対して５°〜８５°の角度で形成されることができる。したがって、傾斜側面１４２、１４４における光の反射は、光を発光素子の前面に、より多く反射させることができる。また、傾斜側面１４２、１４４上に凹凸パターン１８０を設けて、凹凸パターン１８０によって光の屈折角を変化させて光抽出効率（Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を増加させることができる。特に、発光構造物１０５をなす第１導電型半導体層１２０と活性層１３０、及び第２導電型半導体層１４０の側面に、第１方向の長さが第２方向の長さよりも大きい凹凸構造を有する凹凸パターン１８０を設けることによって、光の屈折角の変化による光抽出効率をさらに増加させることができる。
【００４５】
図２ａ乃至図２ｇは、図１の発光素子の製造方法の一実施例を示す。まず、図２ａに示すように、サファイア基板１００上にバッファ層１１０を形成する。ここで、基板１００としてサファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇａ２Ｏ３、そしてＧａＡｓなどが使用されることができる。そして、バッファ層１１０は、基板１００と以後成長する窒化物半導体層との格子不整合及び熱膨張係数の差を減らすことができ、低温成長ＧａＮ層またはＡｌＮ層などで前記バッファ層１１０を成長させることができる。
【００４６】
そして、図２ｂに示すように、前記バッファ層１１０上に窒化物半導体からなる発光構造物１０５を積層する。ここで、前記発光構造物１０５は第１導電型半導体層１２０と活性層１３０及び第２導電型半導体層１４０を含むことができる。
【００４７】
前記発光構造物１０５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することができ、これに限定されるものではない。
【００４８】
前記第１導電型半導体層１２０は、例えば、ｎ型半導体層を含むことができ、前記ｎ型半導体層は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料、例えばＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮなどから選択されることができ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのｎ型ドーパントがドーピングされることができる。
【００４９】
そして、前記第１導電型半導体層１２０上に活性層１３０を成長させる。前記活性層１３０は、単一または多重量子井戸構造を有し、又、量子細線構造または量子ドット構造を含むこともできる。
【００５０】
前記活性層１３０は、３族-５族元素の化合物半導体材料を用いて少なくとも一つの周期を有する井戸層と障壁層、例えばＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層、ＩｎＧａＮ井戸層／ＡｌＧａＮ障壁層、及びＩｎＧａＮ井戸層／ＩｎＧａＮ障壁層のうち少なくとも一つを含むことができる。前記活性層１３０の上又は／及び下には、導電型クラッド層が形成されることができ、前記導電型クラッド層はＧａＮ系半導体で形成されることができる。
【００５１】
そして、前記活性層１３０上に第２導電型半導体層１４０を成長させる。前記第２導電型半導体層１４０は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎの組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）を有する窒化物半導体物質を含むことができ、Ｍｇ、Ｚｎなどのｐ型ドーパントを含むことができる。
【００５２】
次いで、図２ｃに示すように、前記第２導電型半導体層１４０から前記第１導電型半導体層１２０の一部分までＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）方式でメサエッチングする。
【００５３】
すなわち、サファイア基板のように絶縁性基板を使用する場合、基板の下部に電極を形成できないため、前記第２導電型半導体層１４０から前記第１導電型半導体層１２０の一部分までメサエッチングすることによって、第１電極を形成できる空間を確保する。
【００５４】
そして、図２ｄに示すように、マスク２００、２１０を準備する。ここで、前記マスク２００、２１０は、前記基板１００とバッファ層１１０及び窒化物半導体をエッチングするときに使用され得る。
【００５５】
基板上に窒化物半導体が垂直に成長された発光素子を形成する場合、窒化物半導体上に所望の大きさの単位発光素子を定義する感光膜パターンを形成した後、前記感光膜パターンをエッチングマスクとして、乾式エッチングなどの工程によって垂直に単位発光素子に分離することができる。
【００５６】
ところが、本実施例では、窒化物半導体と基板１００までも共に傾斜するようにエッチングするのでマスク１００、２１０を覆うとき、分離された後の発光素子の間隔も考慮しなければならない。すなわち、マスク２００、２１０の大きさは、メサエッチングされた第２導電型半導体層１４０の大きさと同一にまたは小さくすることができる。また、マスク２１０は、メサエッチングによって露出される第１導電型半導体層１２０の領域上にも位置する。
【００５７】
そして、マスク２００、２１０は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）またはシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）からなることができ、電気的・光学的特性を考慮して透明伝導性酸化物（ＴＣＯ；Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ）を使用することができる。
【００５８】
そして、第１マスク２００は、分離する発光素子の形状を考慮して四角形形状で、側面に凹凸パターンを有していないが、第２マスク２１０は、発光素子の側面をパターニングするためにエッジがパターニングされた形状、または側面に凹凸パターン２１２を有することができる。
【００５９】
次いで、図２ｅ及び２ｆに示すように、前記第２導電型半導体層１４０上に第２マスク２１０を覆って、前記第２マスク２１０をエッチングマスクとして用いて、前記第２導電型半導体層１４０、活性層１３０、第１導電型半導体層１２０、バッファ層１１０及び基板１００をエッチングする。
【００６０】
このとき、図示のように、エッチング工程は、発光素子の各層（ｌａｙｅｒ）を傾斜するようにパターニングする他、それぞれの発光素子を分離しなければならないので、基板１００の全体をエッチングする。
【００６１】
そして、第２マスク２１０のエッジを丸くパターニングしたものが示されているが、これに限定されず、多角形形状、尖状などの様々な形状の凹凸がパターニングされた第２マスク２１０を使用することができる。
【００６２】
前記第２マスク２１０を用いて前記基板１００及び前記発光構造物１０５をエッチングすることによって、前記基板１００及び前記発光構造物１０５のそれぞれの側面を、前記基板１００の下部面(または水平面）を基準にして一定の角度で傾斜するように形成し、前記基板１００及び前記発光構造物１０５のそれぞれの側面に凹凸パターン１８０を形成する。このとき、凹凸パターン１８０は、第１方向の長さが第２方向の長さよりも大きい凹凸構造を有する。ここで、第１方向及び第２方向は、図１で上述した通りである。
【００６３】
例えば、凹凸パターン１８０は、凸部１８２及び凹部１８４を含み、凸部１８２及び凹部１８４は、第１方向の長さが第２方向の長さよりも大きい凹凸構造とすることができる。このとき、凸部１８２及び凹部１８４の第２方向への断面形状は、正方形、矩形及び三角形などの多角形であっても良く、円形及び楕円形などの曲線形状、または尖状などの様々な形状とすることができる。
【００６４】
そして、前記サファイア基板１００のエッジと発光構造物１０５のエッジを連結する線は、水平面上から５°〜８５°の角度をなす。すなわち、直角より小さい角度をなすもので、水平面と平行なものではない。
【００６５】
そして、エッチングは乾式エッチングによって行われることができ、図示のように、ｐ型窒化物半導体層１４０から基板１００まで順次に傾斜するようにすることができる。そして、上述した図２ｃの工程でメサエッチングによって除去された部分は傾斜しなくていい。
【００６６】
エッチング工程が終了した後、基板１００、バッファ層１１０、第１導電型半導体層１２０、活性層１３０及び第２導電型半導体層１４０は、エッジ部分が傾斜するように形成されてパターニングされる。
【００６７】
上述したエッチング工程でマスク２００、２１０の大きさをさらに大きくし、サファイア基板１００のエッジ部分のみをパターニングすることができる。すなわち、窒化物半導体のエッジは垂直型とし、サファイア基板１００のエッジのみを凹凸形状などでパターニングしても、活性層１３０から放出されてサファイア基板１００まで進行された光を屈折／反射させて光抽出効率の増大を期待することができるからである。
【００６８】
次いで、図２ｇに示すように、前記第２導電型半導体層１４０上に伝導層１５０を形成する。伝導層１５０は、図１での説明と同一でありうる。そして、伝導層１５０上に第２電極１６０を形成する。前記第２電極１６０は、それぞれクロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）のうち選択されたいずれか一つの金属、または前記金属などの合金で形成することができる。そして、メサエッチングされて露出された前記第１導電型半導体層１２０上に第１電極１７０を形成する。ここで、前記第１電極１７０は前記第２電極１６０の材料と同一の材料からなることができる。
【００６９】
上述した各電極１６０、１７０は、蒸着法やスパッタリング法などで形成することができる。そして、各電極１６０、１７０の形成は、図２ｅ及び図２ｆで説明した基板１００と発光構造物１０５の側面を傾斜するようにパターニングする工程の以前に行われることもできる。
【００７０】
図３は、発光素子パッケージの一実施例の断面図である。図３に示すように、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３２０と、前記パッケージボディー３２０に設置された第１電極層３１１及び第２電極層３１２と、前記パッケージボディー３２０に設置されて前記第１電極層３１１及び第２電極層３１２と電気的に連結される実施例による発光素子３００と、前記発光素子３００を取り囲む充填材３４０と、を含む。ここで、発光素子３００は上述した実施例に記載された発光素子と同一である。
【００７１】
前記パッケージボディー３２０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３００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。
【００７２】
前記第１電極層３１１及び第２電極層３１２は互いに電気的に分離され、前記発光素子３００に電源を提供する。また、前記第１電極層３１１及び第２電極層３１２は、前記発光素子３００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３００から発生された熱を外部に排出させる役割を果たすこともできる。
【００７３】
前記発光素子３００は、前記パッケージボディー３２０上に設置されても良く、前記第１電極層３１１または第２電極層３１２上に設置されても良い。
【００７４】
前記発光素子３００は、前記第１電極層３１１及び第２電極層３１２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が一つによって電気的に連結されることができる。
【００７５】
前記充填材３４０は、前記発光素子３００を取り囲んで保護することができる。また、前記充填材３４０には蛍光体が含まれ、前記発光素子３００から放出された光の波長を変化させることができる。
【００７６】
前記発光素子パッケージは、上記に開示された各実施例の発光素子のうち少なくとも一つ、または複数個で搭載することができ、これに限定しない。
【００７７】
また、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（配列）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。
【００７８】
図４は、他の実施例による発光素子を示す。図１の実施例とは異なって、活性層４３０と第２導電型半導体層４４０のエッジがパターニングされていない。
【００７９】
発光素子は、基板４００と、前記基板４００上に積層された第１導電型半導体層４２０、前記第１導電型半導体層４２０上に配置される活性層４３０、前記活性層４３０上に配置される第２導電型半導体層４４０を含む発光構造物４０５と、前記第２導電型半導体層上の伝導層４５０と、前記第１導電型半導体層４２０上の第１電極４７０と、前記伝導層４５０上の第２電極４６０と、を具備する。ここで、それぞれの層の組成は、図１に示された実施例と同一でありうる。
【００８０】
前記基板４００は、前記基板４００の下部面（または水平面）を基準にして第１角度だけ傾斜した第１傾斜側面４４２を有し、前記発光構造物４０５の第１導電型半導体層４２０は、前記基板４００の下部面（または水平面）を基準にして第２角度だけ傾斜した第２傾斜側面４４４を有する。前記発光構造物４０５をなす残りの活性層４３０及び第２導電型半導体層４４０の側面は、前記基板４００の下部面（または水平面）を基準にして垂直とすることができる。ここで、水平面は、前記基板４００から前記発光構造物４０５に向かう方向と垂直な面とすることができる。
【００８１】
このとき、第１角度及び第２角度は同一であっても良く、例えば、前記第１角度及び前記第２角度は５°〜８５°とすることができる。また、第１傾斜側面４４２と第２傾斜側面４４４は、同一の傾斜面上で互いに接触／連結されることができる。
【００８２】
図４に示すように、発光素子は、前記第１導電型半導体層４２０の上面から基板４００に向かうほど第１導電型半導体層４２０の断面積を漸増させる第２傾斜側面４４４を有することができる。
【００８３】
例えば、前記基板４００の第１傾斜側面４４２と、前記発光構造物４０５の第２傾斜側面４４４とを連結する線は、前記基板４００の下部面（または水平面）から５°〜８５°の角度をなすことができる。
【００８４】
また、前記基板４００の第１傾斜側面４４２及び前記第１導電型半導体層４２０の第２傾斜側面４４４は凹凸パターン４８０を有する。このとき、第１傾斜側面４４２と第２傾斜側面４４４とに形成される凹凸パターン４８０は、第１方向の長さが第２方向の長さよりも大きい凹凸構造を有する。ここで、前記第１方向及び前記第２方向は、上述した通りである。
【００８５】
例えば、凹凸パターン４８０は、凸部４８２及び凹部４８４を含み、凸部４８２及び凹部４８４は、第１方向の長さが第２方向の長さよりも大きい凸凹構造とすることができる。このとき、凸部４８２及び凹部４８４の第２方向への断面形状は、正方形、矩形及び三角形などの多角形であっても良く、円形及び楕円形などの曲線形状、または尖状などの様々な形状とすることができる。
【００８６】
図４に示した実施例による発光素子に電流を印加すると、活性層４３０で正孔と電子が結合しながらエネルギー準位が低くなり、エネルギー準位が低くなると同時に放出されるエネルギーが光の形態で発散される。このとき、矢印で示されたように、活性層４３０から下方向に向かう光は、第１導電型半導体層４２０及び基板４００の境界面から反射されて発光素子の前面に進行することになる。
【００８７】
したがって、実施例による発光素子は、従来の発光素子において異種基板との格子不整合によるストレスによって、窒化物半導体単結晶の欠陥密度が非常に高く、したがって、発光素子の電気的・光学的特性が低下され、臨界角内で発生されるフォトンが内部で損失される問題点を解決できる。
【００８８】
すなわち、実施例による発光素子は、基板４００と第１導電型半導体層４２０の側面が水平面に対して５°〜８５°の角度で傾斜するように形成されて、傾斜した側面での光の反射は、光を発光素子の前面に、より多く反射させることができ、傾斜側面４４２、４４４の凹凸パターン４８０は、光の屈折角を変化させて光抽出効率を増加させることができる。特に、基板４００と第１導電型半導体層４２０の側面がパターニングされ、光の屈折角の変化による光抽出効率をさらに増加させることができる。
【００８９】
図５ａ乃至図５ｇは、図４の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
【００９０】
図５ａ乃至５ｃに示された工程は、図２ａ乃至図２ｃでの説明と同一であり、その重複説明は省略する。また、図５ｄに示されたマスク５００、５１０は、その形態は、図２ｄに示すものと同一であるが、本実施例では、活性層４３０と第２導電型半導体層４４０のエッジがエッチングされることを防止するために、前記第１マスク５００及び第２マスク５１０の面積は、メサエッチングされた後の前記活性層４３０と第２導電型半導体層４４０の面積より大きく、前記第１導電型半導体層４２０の面積より小さくすることができる。
【００９１】
次いで、図５ｅ及び５ｆに示すように、前記第２導電型半導体層４４０上に第２マスク５１０を覆う。このとき、メサエッチングによって露出される第１導電型半導体層４２０の領域上にも第２マスク５１０が位置することができる。そして、第２マスク５１０を用いて前記第１導電型半導体層４２０をエッチングする。このとき、前記バッファ層４１０と基板４００までも共にエッチングすることもできる。
【００９２】
前記第２マスク５１０を用いて前記基板４００及び前記発光構造物４０５をエッチングすることによって、前記第１導電型半導体層４２０の側面と前記基板４００の側面を、基準面を基準にして一定の角度（例えば、５°〜８５°）で傾斜するように形成して、前記基板４００及び前記第１導電型半導体層４２０のそれぞれの側面に凹凸パターン４８０を形成する。このとき、凹凸パターン４８０は、第１方向の長さが第２方向の長さよりも大きい凹凸構造を有する。図５ｆに示された凹凸パターン４８０は、図４で説明した通りである。
【００９３】
ここで、前記各層のエッジのエッチング工程は、図２ｅ及び図２ｆに示された工程と同様であるが、本実施例では、マスク５１０の大きさによって前記第２導電型半導体層４４０と前記活性層４３０のエッジはエッチングされない。
【００９４】
次いで、図５ｇに示すように、前記第２導電型半導体層４４０上に伝導層４５０を形成する。そして、前記伝導層４５０上に第２電極４６０を形成し、メサエッチングによって露出された前記第１導電型半導体層４２０上に第１電極４７０を形成する。ここで、各電極４６０、４７０の材料、及びその形成方法は、上述した実施例と同一である。
【００９５】
図６は、更に他の実施例による発光素子を示す。図６を参照すると、発光素子は、基板６１０、発光構造物６０５、伝導層６５０、第１電極６７０、及び第２電極６６０を含む。
【００９６】
前記発光構造物６０５は、基板６１０上に配置され、第１導電型半導体層６２０と活性層６３０と第２導電型半導体層６４０とを含む。発光構造物６０５は、第２導電型半導体層６４０と活性層６３０、及び第１導電型半導体層６２０の一部分がメサエッチングされて、第１導電型半導体層６２０の一部領域を露出する。
【００９７】
前記基板６１０及び前記第１導電型半導体層６２０の第１部分６１２は、基準面６０１を基準にして一定の角度（θ）だけ傾斜した傾斜側面を有する。
【００９８】
例えば、前記第１導電型半導体層６２０の第１部分６１２は、前記基準面６０１に対して第１角度（例えば、５°〜８５°）で傾斜した第１傾斜側面６２２を有する。このとき、第１導電型半導体層６２０の第１部分６１２は、メサエッチングによって露出される第１導電型半導体層６２０の上面と前記基板６１０との間に位置する第１導電型半導体層６２０の一部分のことをいう。
【００９９】
また、前記基板６１０は、前記基準面６０１に対して第２角度（例えば、５°〜８５°）で傾斜した第２傾斜側面６２４を有し、ここで、基準面６０１は、基板６１０の下部面、または前記基板６１０から前記発光構造物６０５に向かう方向と垂直な発光構造物６０５の水平面とすることができる。また、前記第１角度及び前記第２角度は５°〜８５°とすることができ、互いに同一であっても良いが、これに限定されず、前記第１角度及び前記第２角度は、互いに異なっても良い。また、第１傾斜側面６２２と第２傾斜側面６２４は、互いに接し、同一の傾斜面上に位置することができる。
【０１００】
メサエッチングによって形成されるメサ構造物６１４の側面は垂直とすることができるが、これに限定されず、前記基準面６０１に対して一定の傾斜を有する傾斜面とすることもできる。このとき、メサ構造物６１４は、前記第１導電型半導体層６２０の第２部分６１３と、活性層６３０と、第２導電型半導体層６４０とを含む。ここで、第１導電型半導体層６２０の第２部分６１３は、前記第１部分６１２の上部に位置する第２導電型半導体層６２０の残り部分のことをいう。
【０１０１】
凹凸パターン６８０は、第１傾斜側面６２２と第２傾斜側面６２４のうち少なくとも一つの表面に形成されることができ、傾斜方向の長さが横方向の長さよりも大きい凹凸構造とすることができる。
【０１０２】
例えば、第１傾斜側面６２２の凹凸パターンは、第１方向の長さが第２方向の長さよりも長い凹凸構造であり、第２傾斜側面６２４の凹凸パターンは、第３方向の長さが第４方向の長さよりも長い凹凸構造とすることができる。
【０１０３】
第１方向は、第１傾斜側面６２２の傾斜方向１１１−１であり、第２方向は、第１傾斜側面６２２の横方向１１１−２とすることができる。また、第３方向は、第２傾斜側面６２４の傾斜方向１１２−１であり、第４方向は、第２傾斜側面６２４の横方向１１２−２とすることができる。このとき、傾斜方向１１１−１または１１２−１と横方向１１１−２または１１２−２とは互いに垂直とすることができる。
【０１０４】
このとき、第１傾斜側面６２２上の凹凸パターンと、これに対応する第２傾斜側面６２４上の凹凸パターンとは、互いに接し、同一のプロファイルを有することができる。
【０１０５】
具体的に、凹凸パターン６８０は、凸部６８２及び凹部６８４を含み、凸部６８２及び凹部６８４は、傾斜方向の長さが横方向の長さよりも大きい凹凸構造とすることができる。このとき、凸部６８２及び凹部６８４の第２方向への断面形状は、正方形、矩形及び三角形などの多角形であっても良く、円形及び楕円形などの曲線形状、または尖状などの様々な形状とすることができる。
【０１０６】
実施例による発光素子は、基板６１０と、第１導電型半導体層６２０の第１部分６１２のそれぞれの側面が基準面６０１に対して５°〜８５°の角度で傾斜して形成されて、傾斜した側面での光の反射は、光を発光素子の前面に、より多く反射させることができ、また傾斜側面６２２、６２４の凹凸パターン６８０は、光の屈折角を変化させて光抽出効率を増加させることができる。
【０１０７】
図７ａ乃至図７ｃは、図６の発光素子の製造方法の一実施例を示す図である。
まず、図７ａに示すように、サファイア基板６１０上に、第１導電型半導体層６２０と活性層６３０と第２導電型半導体層６４０とを含み、第１導電型半導体層６２０の一部領域を露出する発光構造物６０５を形成する。ここで、格子定数の差を減らすために、前記基板６１０と前記第１導電型半導体層６２０との間にバッファ層（図示せず）を形成することができる。
【０１０８】
例えば、基板６１０上に第１導電型半導体層６２０、活性層６３０、及び第２導電型半導体層６４０を順次に形成する。そして、前記第２導電型半導体層６４０から前記第１導電型半導体層６２０の一部分までＲＩＥ方式でメサエッチングして、前記第１導電型半導体層６２０の一部領域を露出する。
【０１０９】
次に、図７ｂに示すように、発光構造物６０５上にマスク７１０を覆って、前記マスク７１０をエッチングマスクとして用いて、メサエッチングによって露出される第１導電型半導体層６２０のエッジ部分及びその下部の基板６１０をエッチングする。
【０１１０】
マスク７１０の形状は分離する発光素子の形状を考慮して決定できる。例えば、マスク７１０は四角形形状とすることができ、側面に凹凸パターンを有することができる。
【０１１１】
マスク７１０を用いて、露出される第１導電型半導体層６２０のエッジ部分と、その下部の基板１００まで共に傾斜するようにエッチングする。
【０１１２】
次に、図７ｃに示すように、前記マスク７１０を用いて、前記メサエッチングによって露出される第１導電型半導体層６２０のエッジ部分及びその下部の基板６１０をエッチングすることによって、第１導電型半導体層６２０の第１部分６１２の側面と、その下部の基板６１０の側面を基準面６０１に対して一定の角度（例えば、５°〜８５°）で傾斜するように形成できて、傾斜した側面には凹凸パターン６８０が形成されることができる。ここで、凹凸パターン６８０は傾斜方向の長さが横方向の長さよりも大きい凹凸構造を有する。メサ構造物６１４の側面はエッチングが遮断されるので垂直とすることができる。ここで、第１導電型半導体層６２０の第１部分６１２、基準面６０１、メサ構造物６１４、傾斜方向及び横方向は、図６での説明と同一であり、その説明を省略する。
【０１１３】
図８は、実施例による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８を参照すると、実施例による照明装置は、光を投射する光源７５０と、前記光源７５０が内蔵されるハウジング７００と、前記光源７５０の熱を放出する放熱部７４０と、前記光源７５０と放熱部７４０とを前記ハウジング７００に結合するホルダー７６０と、を含んでなる。
【０１１４】
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７１０と、前記ソケット結合部７１０と連結され、光源７５０が内蔵されるボディー部７３０とを含む。ボディー部７３０には、一つの空気流動口７２０が貫通して形成されることができる。
【０１１５】
前記ハウジング７００のボディー部７３０上に複数個の空気流動口７２０が具備されており、前記空気流動口７２０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。
【０１１６】
そして、前記光源７５０は、基板７５４上に複数個の発光素子パッケージ７５２が具備される。ここで、前記基板７５４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７４０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。
【０１１７】
そして、前記光源７５０の下部にはホルダー７６０が具備され、前記ホルダー７６０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７５０の下部には光学部材が具備されて、前記光源７５０の発光素子パッケージ７５２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。実施例による照明装置は、光効率が向上された発光素子パッケージを使用して、照明装置の発光効率を向上させることができる。
【０１１８】
図９ａは、実施例による発光素子パッケージを含む表示装置を示し、図９ｂは、図９ａに示された表示装置の光源の断面図である。
【０１１９】
図９ａ及び図９ｂを参照すると、表示装置は、バックライトユニット及び液晶表示パネル８６０、トップカバー８７０（Ｔｏｐ  ｃｏｖｅｒ）、固定部材８５０を含む。
【０１２０】
バックライトユニットは、ボトムカバー８１０（Ｂｏｔｔｏｍ  ｃｏｖｅｒ）と、ボトムカバー８１０の内部の一側に設けられる発光モジュール８８０と、ボトムカバー８１０の前面に配置される反射板８２０と、反射板８２０の前方に配置されて、発光モジュール８８０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、導光板８３０の前方に配置される光学部材８４０と、を含む。液晶表示装置８６０は、光学部材８４０の前方に配置され、トップカバー８７０は、液晶表示パネル８６０の前方に設けられ、固定部材８５０は、ボトムカバー８１０とトップカバー８７０との間に配置され、ボトムカバー８１０とトップカバー８７０を共に固定させる。
【０１２１】
導光板８３０は、発光モジュール８８０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、前記発光モジュール８８０から放出された光を前記導光板８３０の方向に反射させ、光効率を高める役割を果たす。ただし、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、導光板８３０の後面やボトムカバー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。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ルレート（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ；ＰＥＴ）を使用することができる。
【０１２２】
そして、導光板８３０は、発光モジュール８８０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、ポリメチルメタアクリレート（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。
【０１２３】
そして、光学部材８４０は、前記導光板８３０の上部に具備され、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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
そして、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。勿論、液晶表示パネル８６０の他に、光源を必要とする他の種類の表示装置を具備することもできる。
【０１２６】
ボトムカバー８１０上には反射板８２０が置かれ、反射板８２０の上には導光板８３０が置かれる。したがって、反射板８２０が直接に放熱部材（図示せず）と接触することもできる。発光モジュール８８０は、発光素子パッケージ８８１及び印刷回路基板８８２を含む。発光素子パッケージ８８１は印刷回路基板８８２上に実装される。ここで、発光素子パッケージ８８１は、図３に示された実施例でありうる。
【０１２７】
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、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。そして、ブラケット８１２は、図示のように、“Ｌ”字状で具備され、横部８１２ａはボトムカバー８１０によって支持されて、縦部８１２ｂは印刷回路基板８８２を固定することができる。
【０１２８】
以上の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るもので、必ず一つの実施例にのみ限定されるものではない。なお、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは、実施例の属する分野における通常の知識を有する者なら、様々に組み合わせまたは変形して実施することができる。したがって、それら組み合わせ及び変形に関係する内容はいずれも、本発明の範囲に含まれるものとして解釈すべきである。
【図２ａ】
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【図５ａ】
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【図１】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図２ｆ】
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【図２ｇ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図５ｇ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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