(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、
前記支持基板の上に配置されたボンディング層と、
前記ボンディング層の上に配置された反射層と、
前記反射層の上に配置され、複数のホールを含むＯＤＲ層と、
前記ＯＤＲ層のホールに配置されたオーミック接触層と、
前記ＯＤＲ層の上に配置されたウィンドウ層と、
前記ウィンドウ層の上に配置され、第１導電型半導体層、前記第１導電型半導体層の下に配置された活性層、前記活性層の下に配置された第２導電型半導体層を含む発光構造物と、
前記発光構造物の上に配置され、複数のホールを含む保護層と、
前記複数のホール内に配置され、前記第１導電型半導体層に電気的に連結され、前記複数のホールのうちの一つのホールに配置されるメイン電極と、前記メイン電極と離隔し、前記複数のホールのうちの他のホールにそれぞれ配置される複数の金属ドットを有する周辺電極を含む第１電極と、
前記第１電極及び前記保護層の上に配置され、前記第１電極の前記複数の金属ドットを電気的に連結させる電極パッドと、を含み、
前記オーミック接触層は、前記ウィンドウ層を介して前記第２導電型半導体層に電気的に連結され、
前記保護層は、前記発光構造物の側面及び前記ウィンドウ層の一部領域の上に配置され、前記保護層の上面に形成された光抽出構造を含み、
前記電極パッドは、前記メイン電極の上に配置されたメインパッドと、前記メインパッドから分岐して前記周辺電極の複数の金属ドットを電気的に連結し、前記発光構造物の外郭方向に延長されたフィンガーパッドを含むことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記発光構造物の上面は、第１辺と、前記第１辺と対向する第２辺と、前記第１辺と前記第２辺を連結する第３辺と、前記第３辺と対向する第４辺を含み、
前記複数の金属ドットは、第１金属ドット、第２金属ドット、第３金属ドット及び第４金属ドットを含み、
前記周辺電極は、前記メイン電極から前記第１辺方向に配置された第１金属ドットと前記第１金属ドットから前記第３辺方向に配置された第２金属ドットを有する第１周辺電極と、前記メイン電極から前記第２辺方向に配置された第３金属ドットと前記第３金属ドットから前記第４方向に配置された第４金属ドットを有する第２周辺電極とを含み、
前記フィンガーパッドは、前記第１周辺電極と対応するように配置された第１フィンガーパッドと前記第２周辺電極と対応するように配置された第２フィンガーパッドを含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１導電型半導体層と接触する前記保護層の一面に光抽出構造をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記保護層の屈折率は、前記第１導電型半導体層の屈折率より小さい値を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記メイン電極は、前記発光構造物の上部面の中央領域に配置され、
前記周辺電極の幅は、前記メイン電極の幅より小さく、
前記メイン電極が配置される前記保護層の前記一つのホールが、前記周辺電極が配置される前記保護層の他のホールより大きいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記周辺電極は、前記メイン電極から遠ざかるほど小さい寸法を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記周辺電極の幅は、４マイクロメートル乃至５マイクロメートルであることを特徴とする、請求項１〜４及び６のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記ウィンドウ層は、(ＡｌｘＧａ１-ｘ)ｙＩｎ１-ｙＰ(０≦ｘ≦１、０≦y≦１)の組成式を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項９】
前記ＯＤＲ層は、前記発光構造物をなす物質の屈折率より低い屈折率を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記ＯＤＲ層は、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＩＴＯ(Indium-Tin-Oxide)、ＩＺＯ(Indium-Zinc-Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum-Zinc-Oxide)、ＡＴＯ(Antimony-Tin-Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium-Zinc-Tin-Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide)、ＧＺＯ(Gallium-Zinc-Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium-Gallium-Zinc-Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium-Gallium-Tin-Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum-Zinc-Oxide)の物質から選択された少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施例は、発光素子、発光素子パッケージ及びライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子の一つとして発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が多く使用されている。発光ダイオードは、化合物半導体の特性を利用して電気信号を赤外線、可視光線、紫外線のような光の形態に変換する。
【０００３】
発光素子の光効率が増加することによって、表示装置、照明機器をはじめとする多様な分野に発光素子が適用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施例は、光抽出効率を向上させることができる発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニットを提供する。
【０００５】
実施例は、動作電圧を下げ、信頼性を向上させることができる発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニットを提供する。
【０００６】
実施例は、動作電圧を下げ、光度を向上させることができる発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施例に係る発光素子は、第１導電型半導体層、前記第１導電型半導体層の下に配置された活性層、前記活性層の下に配置された第２導電型半導体層を含む発光構造物と、前記発光構造物の上に配置され、複数の貫通ホールを含む保護層と、前記複数の貫通ホール内にそれぞれ提供され、前記第１導電型半導体層に電気的に連結された複数の金属ドット（dot）を含む第１電極と、前記第１電極を構成する前記複数の金属ドットを電気的に連結させ、第１領域は前記第１電極の上に配置され、第２領域は前記保護層の上に配置された電極パッドと、前記第２導電型半導体層に電気的に連結された第２電極と、を含む。
【０００８】
実施例に係る発光素子は、第１導電型半導体層、前記第１導電型半導体層の下に配置された活性層、前記活性層の下に配置された第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配置され、前記発光構造物からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが一定な第１領域と、前記第１領域からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが漸次小さくなる第２領域とを含むエネルギーバッファ層と、前記エネルギーバッファ層の下に配置され、前記第２領域のエネルギーバンドギャップより小さいか等しいエネルギーバンドギャップを有する引っ張り歪バリア層と、前記引っ張り歪バリア層の下に配置されたウィンドウ層と、を含む。
【０００９】
実施例に係る発光素子は、第１導電型半導体層、前記第１導電型半導体層の下に配置された活性層、前記活性層の下に配置された第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配置され、前記第２導電型半導体層に含まれた不純物と同じ不純物を含む第１ウィンドウ層と、前記第１ウィンドウ層の下に配置され、前記第１ウィンドウ層に含まれた不純物と異なる不純物を含み、前記第１ウィンドウ層より不純物の濃度が高い第２ウィンドウ層と、前記発光構造物の上に配置され、前記第１導電型半導体層に電気的に連結された第１電極と、前記第２ウィンドウ層の下に配置され、前記第２導電型半導体層に電気的に連結された第２電極と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
実施例に係る発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニットは、光抽出効率を向上させることができる長所がある。
【００１１】
実施例に係る発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニットは、動作電圧を下げ、信頼性を向上させることができる長所がある。
【００１２】
実施例に係る発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニットは、動作電圧を下げ、光度を向上させることができる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例に係る発光素子を示した図である。
【図２】実施例に係る発光素子に適用された第１電極の例を示した図である。
【図３】実施例に係る発光素子に適用された電極パッドの例を示した図である。
【図４】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図５】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図６】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図７】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図８】実施例に係る発光素子の他の例を示した図である。
【図９】図８に示された発光素子に適用された第１電極の例を示した図である。
【図１０】図８に示された発光素子に適用された電極パッドの例を示した図である。
【図１１】実施例に係る発光素子に適用されたオーミック接触領域と従来の発光素子に適用されたオーミック接触領域との差を説明する図である。
【図１２】実施例に係る発光素子に適用されたオーミック接触領域と従来の発光素子に適用されたオーミック接触領域との差を説明する図である。
【図１３】実施例に係る発光素子に適用されたオーミック接触領域と従来の発光素子に適用されたオーミック接触領域との差を説明する図である。
【図１４】実施例に係る発光素子に適用されたオーミック接触領域と従来の発光素子に適用されたオーミック接触領域との差を説明する図である。
【図１５】実施例に係る発光素子を示した図である。
【図１６】実施例に係る発光素子に適用された半導体層のエネルギーバンドギャップを示した図である。
【図１７】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図１８】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図１９】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図２０】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図２１】実施例に係る発光素子を示した図である。
【図２２】実施例に係る発光素子に適用された半導体層のエネルギーバンドギャップを示した図である。
【図２３】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図２４】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図２５】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図２６】実施例に係る発光素子の製造方法を示した図である。
【図２７】実施例に係る発光素子パッケージを示した図である。
【図２８】実施例に係る表示装置を示した図である。
【図２９】実施例に係る表示装置の他の例を示した図である。
【図３０】実施例に係る照明装置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施例を説明するに当たって、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／の上（on/over）”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／の上（on/over）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（Indirectly）”形成されるものを全て含む。また、各層の上／の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。
【００１５】
以下、添付された図面を参照して実施例に係る発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニット及び発光素子の製造方法について詳しく説明する。
【００１６】
図１は、実施例に係る発光素子を示した図である。
【００１７】
実施例に係る発光素子は、図１に示されたように、発光構造物１０、第１電極６０、電極パッド７０、保護層８０を含むことができる。
【００１８】
前記発光構造物１０は、第１導電型半導体層１１、活性層１２、第２導電型半導体層１３を含むことができる。前記活性層１２は、前記第１導電型半導体層１１と前記第２導電型半導体層１３との間に配置される。前記活性層１２は、前記第１導電型半導体層１１の下に配置され、前記第２導電型半導体層１３は前記活性層１２の下に配置される。
【００１９】
例えば、前記第１導電型半導体層１１が第１導電型ドーパントとしてｎ型ドーパントが添加されたｎ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３が第２導電型ドーパントとしてｐ型ドーパントが添加されたｐ型半導体層で形成できる。また、前記第１導電型半導体層１１がｐ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３がｎ型半導体層で形成されてもよい。
【００２０】
前記第１導電型半導体層１１は、例えばｎ型半導体層を含むことができる。前記第１導電型半導体層１１は化合物半導体で具現できる。前記第１導電型半導体層１１は、例えばＩＩ族−ＶＩ族化合物半導体またはＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体で具現できる。
【００２１】
例えば、前記第１導電型半導体層１１は、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第１導電型半導体層１１は、前記組成式においてｙは０．５の値を有し、ｘは０．５乃至０．８の値を有することもできる。前記第１導電型半導体層１１は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択でき、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのｎ型ドーパントがドーピングされる。
【００２２】
前記活性層１２は、前記第１導電型半導体層１１を介して注入される電子（または正孔）と前記第２導電型半導体層１３を介して注入される正孔（または電子）が互いに会って（再結合して）、前記活性層１２の形成物質によるエネルギーバンド（Energy Band）のバンドギャップ（Band GaP）差によって光を放出する層である。前記活性層１２は、単一井戸構造、多重井戸構造、量子点構造または量子線構造のうちいずれか１つで形成できるが、これに限定されるものではない。
【００２３】
前記活性層１２は化合物半導体で具現できる。前記活性層１２は、例えばＩＩ族−ＶＩ族またはＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体で具現できる。前記活性層１２は、例えば（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記活性層１２は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択できる。前記活性層１２が多重井戸構造で具現された場合、前記活性層１２は複数の井戸層と複数の障壁層が積層されて具現できる。
【００２４】
前記第２導電型半導体層１３は、例えばｐ型半導体層で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は化合物半導体で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は、例えばＩＩ族−ＶＩ族化合物半導体またはＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体で具現できる。
【００２５】
例えば、前記第２導電型半導体層１３は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択でき、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃなどのｐ型ドーパントがドーピングされる。
【００２６】
例えば、前記発光構造物１０は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、リン（Ｐ）から選択された少なくとも２つ以上の元素を含んで具現できる。
【００２７】
一方、前記第１導電型半導体層１１がｐ型半導体層を含み、前記第２導電型半導体層１３がｎ型半導体層を含むこともできる。また、前記第２導電型半導体層１３の下には、ｎ型またはｐ型半導体層を含む半導体層が更に形成されてもよい。これによって、前記発光構造物１０はｎｐ、ｐｎ、ｎｐｎ、ｐｎｐ接合構造のうち少なくともいずれか１つを有することができる。また、前記第１導電型半導体層１１及び前記第２導電型半導体層１３内の不純物のドーピング濃度は均一または不均一に形成できる。即ち、前記発光構造物１０の構造は多様に形成可能であり、これについては限定しない。
【００２８】
実施例に係る発光素子はウィンドウ層１５を含むことができる。前記ウィンドウ層１５は、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記ウィンドウ層１５は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択できる。前記ウィンドウ層１５は、前記第２導電型半導体層１３の下に配置される。前記ウィンドウ層１５は電流拡散効果（Current spreading effect）を提供することができる。
【００２９】
実施例に係る発光素子は、ＯＤＲ（Omni Directional Reflector）層２１、オーミック接触層２３、反射層３０を含むことができる。
【００３０】
前記ＯＤＲ層２１は、上部方向から入射する光を上部方向に反射させる機能を行うことができる。前記ＯＤＲ層２１は、例えば前記発光構造物１０より低い屈折率を有するように具現できる。前記ＯＤＲ層２１は、前記発光構造物１０をなす物質の屈折率と大きな差を有する低い屈折率を有するように選択されることで、反射機能を提供することができる。前記ＯＤＲ層２１は、前記ウィンドウ層１５に接触して配置される。
【００３１】
前記ＯＤＲ層２１は、酸化物または窒化物を含むことができる。前記ＯＤＲ層２１は、例えばＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）、ＩＺＯ（Indium-Zinc-Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-Zinc-Oxide）、ＡＴＯ（Antimony-Tin-Oxide）、ＩＺＴＯ（Indium-Zinc-Tin-Oxide）、ＩＡＺＯ（Indium-Aluminum-Zinc-Oxide）、ＧＺＯ（Gallium-Zinc-Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium-Gallium-Zinc-Oxide）、ＩＧＴＯ（Indium-Gallium-Tin-Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-Zinc-Oxide）などの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【００３２】
前記オーミック接触層２３は、前記ウィンドウ層１５とオーミック接触するように具現できる。前記オーミック接触層２３は、前記ウィンドウ層１５とオーミック接触する領域を含むことができる。前記オーミック接触層２３は前記発光構造物１０に電気的に連結される。前記オーミック接触層２３は前記ＯＤＲ層２１を貫通して配置される。例えば、前記オーミック接触層２３は円形または楕円形の上部面を有するように具現できる。前記オーミック接触層２３は、例えばＡｕ、Ａｕ／ＡｕＢｅ／Ａｕ、ＡｕＺｎ、ＩＴＯ、ＡｕＢｅ、ＧｅＡｕなどの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【００３３】
前記反射層３０は、前記オーミック接触層２３の下に配置される。前記反射層３０は前記ＯＤＲ層２１の下に配置される。前記反射層３０は、上部方向から入射する光を上部方向に反射させる機能を行うことができる。前記反射層３０は、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌなどの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【００３４】
実施例に係る発光素子は、ボンディング層４０と支持基板５０を含むことができる。前記ボンディング層４０は、前記反射層３０と前記支持基板５０を付着させる機能を行うことができる。
【００３５】
前記ボンディング層４０は、例えばＳｎ、ＡｕＳｎ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ／Ａｕ／Ｉｎ／Ａｕなどの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。前記支持基板５０は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｕ−Ｗまたは不純物が注入された半導体基板（例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど）のうちから選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【００３６】
実施例に係る発光素子は、前記発光構造物１０の上に配置された前記第１電極６０、前記電極パッド７０、前記保護層８０を含むことができる。
【００３７】
前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１に接触して配置される。前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１にオーミック接触して配置される。前記第１電極６０は前記発光構造物１０とオーミック接触する領域を含むことができる。前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１とオーミック接触する領域を含むことができる。前記第１電極６０は、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｕ、Ｎｉ、ＡｕＧｅ、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕなどから選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【００３８】
実施例に係る発光素子は、前記第１電極６０と前記第１導電型半導体層１１との間に高濃度不純物半導体層が更に配置されてもよい。例えば、前記高濃度不純物半導体層は、ＧａＡｓ層で具現されてもよい。前記高濃度不純物半導体層は、前記第１導電型半導体層１１と同じ極性の不純物を含むことができる。前記高濃度不純物半導体層は、前記第１導電型半導体層１１より高い濃度の不純物を含むことができる。
【００３９】
前記電極パッド７０は前記第１電極６０に電気的に連結される。前記電極パッド７０は前記第１電極６０の上に配置される。前記電極パッド７０は前記第１電極６０の上に接触して配置される。前記電極パッド７０は、外部電源に連結されて前記発光構造物１０に電源を提供することができる。前記電極パッド７０は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｌ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕなどから選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【００４０】
実施例によれば、前記保護層８０は前記発光構造物１０の上部に配置される。前記保護層８０は前記発光構造物１０の周りに配置される。前記保護層８０は前記発光構造物１０の側面に配置される。前記保護層８０は前記ウィンドウ層１５の周りに配置される。前記保護層８０の一部領域は前記ウィンドウ層１５の一部領域の上に配置される。
【００４１】
前記保護層８０は、酸化物または窒化物のうち少なくとも１つを含むことができる。前記保護層８０は、例えばＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。
【００４２】
一方、図２は、実施例に係る発光素子に適用された第１電極６０の例を示した平面図であり、図３は、実施例に係る発光素子に適用された電極パッド７０の例を示した平面図である。
【００４３】
実施例に係る第１電極６０は、前記発光構造物１０の上に配置される。前記第１電極６０は、メイン電極６１と周辺電極６３を含むことができる。例えば、前記メイン電極６１は、前記発光構造物１０の上部面の中央領域に配置され、前記周辺電極６３は、前記メイン電極６１から分岐して外郭方向に延長されて配置される。例えば、前記周辺電極６３の幅は４マイクロメートル乃至５マイクロメートルで提供される。前記メイン電極６１は、円形または多角形の上部面を含むことができる。
【００４４】
前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。前記メイン電極６１は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。前記周辺電極６３は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。
【００４５】
実施例によれば、前記電極パッド７０は、前記メイン電極６１に対応する位置に配置される。前記電極パッド７０の形状は円形または多角形の上部面を含むことができる。
【００４６】
前記電極パッド７０は前記第１電極６０に電気的に連結される。前記電極パッド７０は前記メイン電極６１に電気的に連結される。前記電極パッド７０は前記周辺電極６３に電気的に連結される。
【００４７】
実施例によれば、前記電極パッド７０は前記メイン電極６１の上に配置される。前記電極パッド７０は前記メイン電極６１に接触して配置される。例えば、前記電極パッド７０の面積は前記メイン電極６１の面積より大きく提供される。このように、前記電極パッド７０の面積が前記メイン電極６１の面積より大きく具現される場合、前記電極パッド７０の下部に前記保護層８０が配置される。
【００４８】
実施例によれば、前記保護層８０は前記発光構造物１０の上に配置される。前記保護層８０は前記第１導電型半導体層１１の上に配置される。前記第１導電型半導体層１１は上部面に提供された光抽出構造を含むことができる。前記光抽出構造は凹凸構造と称することができる。また、前記光抽出構造はラフネス（roughness）と称することもできる。前記保護層８０は、前記第１導電型半導体層１１に提供された光抽出構造に対応する光抽出構造を含むことができる。
【００４９】
前記保護層８０は貫通領域を含むことができる。前記第１電極６０は前記貫通領域内に配置される。例えば、前記メイン電極６１と前記周辺電極６３が前記保護層８０に形成された貫通領域内に提供される。前記電極パッド７０は前記第１電極６０に電気的に連結され、前記電極パッド７０の第１領域は前記第１電極６０の上に配置され、第２領域は前記保護層８０の上に配置される。
【００５０】
実施例によれば、前記電極パッド７０の面積が前記メイン電極６１の面積より大きく提供される。これによって、前記電極パッド７０の第１領域は前記メイン電極６１の上に接触して配置され、前記電極パッド７０の第２領域は前記メイン電極６１の上部の周りに配置され、前記保護層８０の上に配置される。
【００５１】
前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０の屈折率は、前記第１導電型半導体層１１の屈折率より小さい値を有するように選択できる。これによって、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０は、一種のＯＤＲ層の機能を行うことができ、前記発光構造物１０から入射する光が前記保護層８０で反射して再び前記発光構造物１０方向に伝播する。
【００５２】
実施例によれば、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０の屈折率が、前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０より低い屈折率を有するように具現されてもよい。また、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０の物質と前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０が互いに異なる物質で具現されてもよい。例えば、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０は酸化物を含み、前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０は窒化物を含むことができる。
【００５３】
このように具現される場合、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０は、一種のＯＤＲ層の機能を行って前記発光構造物１０方向から入射する光を反射させ、前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０は、前記発光構造物１０方向から入射する光を外部に透過させることもできる。
【００５４】
実施例によれば、前記発光構造物１０から入射する光が前記保護層８０を透過して前記電極パッド７０に吸収されることを防止することができる。これによって、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０で反射した光が前記発光構造物１０方向に伝播し、前記伝播する光は前記発光構造物１０を透過するか、または前記発光構造物１０から他方向に反射して外部に抽出されることで、実施例に係る発光素子の全体光抽出効果が向上する。
【００５５】
実施例によれば、前記メイン電極６１及び前記周辺電極６３の配置は多様に変形できる。また、前記パッド電極７０の配置は、前記メイン電極６１及び前記周辺電極６３の配置に対応して多様に変形できる。
【００５６】
一方、実施例によれば、図１に示されたように、前記支持基板５０が伝導性で具現でき、前記支持基板５０に連結された外部電源によって前記発光構造物１０に電源が印加される。前記支持基板５０を介して前記第２導電型半導体層１３に電源が印加される。
【００５７】
また、実施例によれば、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結された第２電極は、前記オーミック接触層２３、前記反射層３０、前記ボンディング層４０、前記支持基板５０のうち少なくとも１つを含むことができる。
【００５８】
次は、図４乃至図７を参照して、実施例に係る発光素子の製造方法を説明する。
【００５９】
実施例に係る発光素子の製造方法によれば、図４に示されたように、基板５の上にエッチング停止層７、第１導電型半導体層１１、活性層１２、第２導電型半導体層１３、ウィンドウ層１５を形成できる。前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３は、発光構造物１０と称することができる。
【００６０】
前記基板５は、例えばサファイア基板（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅのうち少なくとも１つで形成できるが、これについては限定しない。前記基板５と前記エッチング停止層７との間にはバッファ層が更に形成されてもよい。
【００６１】
前記エッチング停止層７は、例えば（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記エッチング停止層７の機能については後述する。
【００６２】
実施例によれば、前記第１導電型半導体層１１が第１導電型ドーパントとしてｎ型ドーパントが添加されたｎ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３が第２導電型ドーパントとしてｐ型ドーパントが添加されたｐ型半導体層で形成できる。また、前記第１導電型半導体層１１がｐ型半導体層で形成され、前記第２導電型半導体層１３がｎ型半導体層で形成されてもよい。
【００６３】
前記第１導電型半導体層１１は、例えばｎ型半導体層を含むことができる。前記第１導電型半導体層１１は化合物半導体で具現できる。前記第１導電型半導体層１１は、例えばＩＩ族−ＶＩ族化合物半導体またはＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体で具現できる。
【００６４】
例えば、前記第１導電型半導体層１１は、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第１導電型半導体層１１は、前記組成式においてｙは０．５の値を有し、ｘは０．５乃至０．８の値を有することもできる。前記第１導電型半導体層１１は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択でき、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのｎ型ドーパントがドーピングされる。
【００６５】
前記活性層１２は、前記第１導電型半導体層１１を介して注入される電子（または正孔）と前記第２導電型半導体層１３を介して注入される正孔（または電子）が互いに会って（再結合して）、前記活性層１２の形成物質によるエネルギーバンド（Energy Band）のバンドギャップ（Band Gap）差によって光を放出する層である。前記活性層１２は、単一井戸構造、多重井戸構造、量子点構造または量子線構造のうちいずれか１つで形成できるが、これに限定されるものではない。
【００６６】
前記活性層１２は化合物半導体で具現できる。前記活性層１２は、例えばＩＩ族−ＶＩ族またはＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体で具現できる。前記活性層１２は、例えば（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記活性層１２は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択できる。前記活性層１２が多重井戸構造で具現された場合、前記活性層１２は複数の井戸層と複数の障壁層が積層されて具現できる。
【００６７】
前記第２導電型半導体層１３は、例えばｐ型半導体層で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は化合物半導体で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は、例えばＩＩ族−ＶＩ族化合物半導体またはＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体で具現できる。
【００６８】
例えば、前記第２導電型半導体層１３は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第２導電型半導体層１３は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択でき、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃなどのｐ型ドーパントがドーピングされる。
【００６９】
例えば、前記発光構造物１０は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、リン（Ｐ）から選択された少なくとも２つ以上の元素を含んで具現できる。
【００７０】
前記ウィンドウ層１５は、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記ウィンドウ層１５は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択できる。前記ウィンドウ層１５は発光素子の駆動時、電流拡散効果を提供することができる。
【００７１】
次に、図５に示されたように、前記ウィンドウ層１５の上にＯＤＲ層２１、オーミック接触層２３、反射層３０を形成できる。
【００７２】
前記ＯＤＲ層２１は、入射する光を再反射させる機能を行うことができる。前記ＯＤＲ層２１は、例えば前記発光構造物１０より低い屈折率を有するように具現できる。前記ＯＤＲ層２１は、前記発光構造物１０をなす物質の屈折率と大きな差を有する低い屈折率を有するように選択されることで、反射機能を提供することができる。前記ＯＤＲ層２１は、前記ウィンドウ層１５に接触して配置される。
【００７３】
前記ＯＤＲ層２１は、酸化物または窒化物を含むことができる。前記ＯＤＲ層２１は、例えばＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）、ＩＺＯ（Indium-Zinc-Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-Zinc-Oxide）、ＡＴＯ（Antimony-Tin-Oxide）、ＩＺＴＯ（Indium-Zinc-Tin-Oxide）、ＩＡＺＯ（Indium-Aluminum-Zinc-Oxide）、ＧＺＯ（Gallium-Zinc-Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium-Gallium-Zinc-Oxide）、ＩＧＴＯ（Indium-Gallium-Tin-Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-Zinc-Oxide）などの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【００７４】
前記オーミック接触層２３は、前記ウィンドウ層１５とオーミック接触するように具現できる。前記オーミック接触層２３は、前記ウィンドウ層１５とオーミック接触する領域を含むことができる。前記オーミック接触層２３は前記発光構造物１０に電気的に連結される。前記オーミック接触層２３は前記ＯＤＲ層２１を貫通して配置される。例えば、前記オーミック接触層２３は円形または楕円形の上部面を有するように具現できる。前記オーミック接触層２３は、例えばＡｕ、Ａｕ／ＡｕＢｅ／Ａｕ、ＡｕＺｎ、ＩＴＯ、ＡｕＢｅ、ＧｅＡｕなどの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【００７５】
前記反射層３０は前記オーミック接触層２３の上に配置される。前記反射層３０は前記ＯＤＲ層２１の上に配置される。前記反射層３０は入射する光を再反射させる機能を行うことができる。前記反射層３０は、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌなどの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【００７６】
続いて、図６に示されたように、前記反射層３０の上にボンディング層４０、支持基板５０が提供される。
【００７７】
前記ボンディング層４０は、前記反射層３０と前記支持基板５０を付着させる機能を行うことができる。前記ボンディング層４０は、例えばＳｎ、ＡｕＳｎ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ／Ａｕ／Ｉｎ／Ａｕなどの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。前記支持基板５０は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｕ−Ｗまたは不純物が注入された半導体基板（例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど）のうちから選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【００７８】
次に、前記エッチング停止層７から前記基板５を除去する。一例として、前記基板５はエッチング工程によって除去できる。前記基板５がＧａＡｓで具現される場合、前記基板５は湿式エッチング工程によって除去でき、前記エッチング停止層７はエッチングされないことによって、前記基板５のみエッチングされて分離されるように停止層の機能を行うことができる。前記エッチング停止層７は、別途の除去工程を介して前記発光構造物１０から分離される。例えば、前記エッチング停止層７は別途のエッチング工程を介して除去できる。前記エッチング停止層７は、例えば（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。
【００７９】
続いて、図７に示されたように、前記発光構造物１０の上に第１電極６０が形成され、前記第１導電型半導体層１１に光抽出構造を形成できる。次に、アイソレーションエッチングが行われて前記発光構造物１０の側面がエッチングされる。そして、前記発光構造物１０の上に保護層８０と電極パッド７０を形成できる。
【００８０】
実施例に係る第１電極６０は、前記発光構造物１０の上に配置される。前記第１電極６０は、メイン電極６１と周辺電極６３を含むことができる。例えば、図２及び図７に示されたように、前記メイン電極６１は、前記発光構造物１０の上部面の中央領域に配置され、前記周辺電極６３は、前記メイン電極６１から分岐して外郭方向に延長されて配置される。例えば、前記周辺電極６３の幅は４マイクロメートル乃至５マイクロメートルで提供される。前記メイン電極６１は、円形または多角形の上部面を含むことができる。
【００８１】
前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。前記メイン電極６１は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。前記周辺電極６３は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。
【００８２】
実施例によれば、図３及び図７に示されたように、前記電極パッド７０は、前記メイン電極６１に対応する位置に配置される。前記電極パッド７０の形状は円形または多角形の上部面を含むことができる。
【００８３】
前記電極パッド７０は前記第１電極６０に電気的に連結される。前記電極パッド７０は前記メイン電極６１に電気的に連結される。前記電極パッド７０は前記周辺電極６３に電気的に連結される。
【００８４】
実施例によれば、前記電極パッド７０は前記メイン電極６１の上に配置される。前記電極パッド７０は前記メイン電極６１に接触して配置される。例えば、前記電極パッド７０の面積は前記メイン電極６１の面積より大きく提供される。このように、前記電極パッド７０の面積が前記メイン電極６１の面積より大きく具現される場合、前記電極パッド７０の下部に前記保護層８０が配置される。
【００８５】
実施例によれば、前記保護層８０は前記発光構造物１０の上に配置される。前記保護層８０は前記第１導電型半導体層１１の上に配置される。前記第１導電型半導体層１１は上部面に提供された光抽出構造を含むことができる。前記光抽出構造は凹凸構造と称することができる。また、前記光抽出構造はラフネス（roughness）と称することもできる。前記保護層８０は、前記第１導電型半導体層１１に提供された光抽出構造に対応する光抽出構造を含むことができる。
【００８６】
前記保護層８０は貫通領域を含むことができる。前記第１電極６０は前記貫通領域内に配置される。前記電極パッド７０は前記第１電極６０に電気的に連結され、前記電極パッド７０の第１領域は前記第１電極の上に配置され、第２領域は前記保護層８０の上に配置される。
【００８７】
実施例によれば、前記電極パッド７０の面積が前記メイン電極６１の面積より大きく提供される。これによって、前記電極パッド７０の第１領域は前記メイン電極６１の上に接触して配置され、前記電極パッド７０の第２領域は前記メイン電極６１の上部の周りに配置され、前記保護層８０の上に配置される。
【００８８】
前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０の屈折率は、前記第１導電型半導体層１１の屈折率より小さい値を有するように選択できる。これによって、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０は、一種のＯＤＲ層の機能を行うことができ、前記発光構造物１０から入射する光が前記保護層８０で反射して再び前記発光構造物１０方向に伝播する。
【００８９】
実施例によれば、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０の屈折率が、前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０より低い屈折率を有するように具現されてもよい。また、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０の物質と前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０が互いに異なる物質で具現されてもよい。例えば、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０は酸化物を含み、前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０は窒化物を含むことができる。
【００９０】
このように具現される場合、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０は、一種のＯＤＲ層の機能を行って前記発光構造物１０方向から入射する光を反射させ、前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０は、前記発光構造物１０方向から入射する光を外部に透過させることもできる。
【００９１】
実施例によれば、前記発光構造物１０から入射する光が前記保護層８０を透過して前記電極パッド７０に吸収されることを防止することができる。これによって、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０で反射した光が前記発光構造物１０方向に伝播し、前記伝播する光は前記発光構造物１０を透過するか、または前記発光構造物１０から他方向に反射して外部に抽出されることで、全体光抽出効果が向上する。
【００９２】
実施例によれば、前記メイン電極６１及び前記周辺電極６３の配置は多様に変形できる。また、前記パッド電極７０の配置は、前記メイン電極６１及び前記周辺電極６３の配置に対応して多様に変形できる。
【００９３】
図８は、実施例に係る発光素子の他の例を示した図である。図８を参照して実施例に係る発光素子を説明するに当たって、図１乃至図７を参照して説明された部分に対しては簡略に説明されるか、または説明が省略されることがある。
【００９４】
実施例に係る発光素子は、図８に示されたように、発光構造物１０、第１電極６０、電極パッド７０、保護層８０を含むことができる。
【００９５】
実施例に係る第１電極６０は、前記発光構造物１０の上に配置される。前記第１電極６０は、図８及び図９に示されたように、メイン電極６１と周辺電極６３を含むことができる。前記メイン電極６１と前記周辺電極６３は、前記発光構造物１０の上に相互離隔して配置される。前記周辺電極６３は複数で提供される。
【００９６】
前記メイン電極６１と前記周辺電極６３は、ドット（dot）形状で提供される。前記メイン電極６１と前記周辺電極６３の大きさは相互同一であってもよく、相互異なってもよい。前記周辺電極６３は複数のドット形状で提供され、互いに異なる大きさを有するように提供されてもよい。例えば、前記周辺電極６３は、前記メイン電極６１から遠ざかるほど、より小さな大きさで提供されてもよい。前記周辺電極６３の幅は、４マイクロメートル乃至５マイクロメートルで提供される。前記メイン電極６１と前記周辺電極６３は、円形または多角形の上部面を含むことができる。
【００９７】
前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。前記メイン電極６１は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。前記周辺電極６３は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。
【００９８】
実施例によれば、前記電極パッド７０は、図８及び図１０に示されたように、メイン（main）パッド７１とフィンガー（finger）パッド７３を含むことができる。前記フィンガーパッド７３は前記メインパッド７１に電気的に連結される。前記フィンガーパッド７３は前記メインパッド７１から分岐して配置される。例えば、前記メインパッド７１に外部からの電源が印加される。前記フィンガーパッド７３は前記メインパッド７１から外郭方向に延長されて配置される。前記フィンガーパッド７３は対称形状に配置されてもよく、非対称形状に配置されてもよい。
【００９９】
前記電極パッド７０は前記第１電極６０に電気的に連結される。前記電極パッド７０は前記メイン電極６１に電気的に連結される。前記電極パッド７０は前記周辺電極６３に電気的に連結される。
【０１００】
実施例によれば、前記電極パッド７０は前記メイン電極６１の上に配置される。前記電極パッド７０は前記メイン電極６１に接触して配置される。例えば、前記電極パッド７０の面積は前記メイン電極６１の面積より大きく提供される。このように、前記電極パッド７０の面積が前記メイン電極６１の面積より大きく具現される場合、前記電極パッド７０の下部に前記保護層８０が配置される。
【０１０１】
実施例によれば、前記保護層８０は前記発光構造物１０の上に配置される。前記保護層８０は前記第１導電型半導体層１１の上に配置される。前記第１導電型半導体層１１は上部面に提供された光抽出構造を含むことができる。前記光抽出構造は凹凸構造と称することができる。また、前記光抽出構造はラフネス（roughness）と称することもできる。前記保護層８０は、前記第１導電型半導体層１１に提供された光抽出構造に対応する光抽出構造を含むことができる。
【０１０２】
前記フィンガーパッド７３は前記周辺電極６３の上に配置される。前記フィンガーパッド７３は前記周辺電極６３に接触して配置される。前記フィンガーパッド７３は複数の前記周辺電極６３に接触して配置される。前記フィンガーパッド７３は前記メイン電極６１と少なくとも１つの周辺電極６３を電気的に連結させることができる。前記フィンガーパッド７３は複数の前記周辺電極６３を電気的に連結させることができる。
【０１０３】
例えば、前記第１電極６０は、相互離隔して配置された第１領域（前記メイン電極６１または前記周辺電極６３のうちの１つ）と第２領域（前記周辺電極６３のうちの他の１つ）を含み、前記電極パッド７０は、前記第１領域及び前記第２領域と電気的に連結される。
【０１０４】
前記フィンガーパッド７３の幅は、前記周辺電極６３の幅と同一または異なって提供される。例えば、前記フィンガーパッド７３の幅は、４マイクロメートル乃至５マイクロメートルで提供される。
【０１０５】
前記保護層８０は複数の貫通ホールを含むことができる。前記メイン電極６１と前記周辺電極６３は前記貫通ホール内に提供される。前記貫通ホールの大きさは、対応する前記メイン電極６１または前記周辺電極６３の大きさと同一であってもよい。例えば、前記貫通ホールの幅は４マイクロメートル乃至５マイクロメートルであってもよい。
【０１０６】
実施例によれば、前記第１電極６０は前記貫通ホール内にそれぞれ提供され、前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結された複数の金属ドット（dot）を含むことができる。前記保護層８０は、前記複数のドット形状で提供された前記第１電極６０の周りに配置される。前記保護層８０の一部領域は前記電極パッド７０の下に配置される。例えば、隣接した前記周辺電極６３の間に提供された前記保護層８０は前記フィンガーパッド７３の下に配置される。また、前記メインパッド７１の面積が前記メイン電極６１の面積より大きく提供される場合、前記メインパッド７１の下に前記保護層８０が配置される。即ち、前記メインパッド７１と前記第１導電型半導体層１１との間に前記保護層８０が配置される。
【０１０７】
前記電極パッド７０は、前記第１電極６０を構成する前記複数の金属ドットを電気的に連結させることができる。前記電極パッド７０の第１領域は前記第１電極６０の上に配置され、前記電極パッド７０の第２領域は前記保護層８０の上に配置される。
【０１０８】
実施例によれば、前記第１電極６０が互いに離隔して配置された複数の領域を含み、離隔して配置された複数の領域が前記電極パッド７０によって電気的に連結される。そして、前記電極パッド７０に連結された外部電源が前記メインパッド７１と前記フィンガーパッド７３を介して前記メイン電極６１と前記周辺電極６３に印加される。これによって、前記電極パッド７０に連結された外部電源が前記第１電極６０を介して前記第１導電型半導体層１１に印加されることになる。
【０１０９】
実施例によれば、前記メイン電極６１及び前記周辺電極６３の配置は多様に変形できる。また、前記メインパッド７１と前記フィンガーパッド７３の配置は、前記メイン電極６１及び前記周辺電極６３の配置に対応して多様に変形できる。
【０１１０】
前記メイン電極６１と前記周辺電極６３は、前記第１導電型半導体層１１とオーミック接触を形成する。一般に、金属層と半導体層のオーミック接触は、半導体層に金属層を形成した後、一種の熱処理工程を通じて具現することになる。この時、熱処理段階を通じて金属層と半導体層との間には拡散領域（diffusion area）が形成されるが、拡散領域では光吸収が発生する。これによって、拡散領域が大きいほど発光構造物から外部に提供される光抽出効果が減少することになる。
【０１１１】
図１１及び図１２は、従来の発光素子に適用されたオーミック接触領域を示したものであり、図１３及び図１４は、実施例に係る発光素子に適用されたオーミック接触領域を示したものである。
【０１１２】
従来の発光素子の場合、図１１及び図１２に示したように、所定長さを有する金属層６５と半導体層１７との間に拡散領域１９が提供されることが見られる。この時、前記拡散領域１９は前記金属層６５の周辺及び下部に拡散して形成される。
【０１１３】
これに対して、実施例に係る発光素子の場合、図１３及び図１４に示したように、複数の金属ドット６３と半導体層２７との間に拡散領域２９が提供されることが見られる。この時、複数の金属ドット６３が小さい領域を占めることによって前記拡散領域２９も小さい領域を形成することが見られる。実施例によれば、オーミック接触領域を形成するに当たって、前記拡散領域２９を小さく提供することができるので、前記拡散領域２９で吸収される光量を減らすことができ、結果として、外部に抽出される光量を向上させることができるようになる。
【０１１４】
このように、実施例に係る発光素子によれば、前記第１電極６０が相互離隔して配置されたメイン電極６１と周辺電極６３で提供されることで、前記第１電極６０が前記発光構造物１０の上に従来の発光素子より小さい領域に提供される。
【０１１５】
したがって、実施例に係る発光素子は、光抽出効率を向上させることができる長所がある。また、前記メイン電極６１と前記周辺電極６３が前記第１導電型半導体層１１の上に均一に分布されることで、電流拡散効果も提供可能になる。
【０１１６】
前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０の屈折率は、前記第１導電型半導体層１１の屈折率より小さい値を有するように選択できる。これによって、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０は、一種のＯＤＲ層の機能を行うことができ、前記発光構造物１０から入射する光が前記保護層８０で反射して再び前記発光構造物１０方向に伝播する。
【０１１７】
実施例によれば、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０の屈折率が、前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０より低い屈折率を有するように具現されてもよい。また、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０の物質と前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０が互いに異なる物質で具現されてもよい。例えば、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０は酸化物を含み、前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０は窒化物を含むことができる。
【０１１８】
このように具現される場合、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０は、一種のＯＤＲ層の機能を行って前記発光構造物１０方向から入射する光を反射させ、前記電極パッド７０が配置されない領域の前記保護層８０は、前記発光構造物１０方向から入射する光を外部に透過させることもできる。
【０１１９】
実施例によれば、前記発光構造物１０から入射する光が前記保護層８０を透過して前記電極パッド７０に吸収されることを防止することができる。これによって、前記電極パッド７０の下部に配置された前記保護層８０で反射した光が前記発光構造物１０方向に伝播し、前記伝播する光は前記発光構造物１０を透過するか、または前記発光構造物１０から他方向に反射して外部に抽出されることで、全体光抽出効果が向上する。
【０１２０】
実施例によれば、前記メイン電極６１及び前記周辺電極６３の配置は多様に変形できる。また、前記パッド電極７０の配置は、前記メイン電極６１及び前記周辺電極６３の配置に対応して多様に変形できる。
【０１２１】
一方。実施例によれば、図８に示されたように、前記支持基板５０が伝導性で具現でき、前記支持基板５０に連結された外部電源によって前記発光構造物１０に電源が印加される。前記支持基板５０を介して前記第２導電型半導体層１３に電源が印加される。
【０１２２】
また、実施例によれば、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結された第２電極は、前記オーミック接触層２３、前記反射層３０、前記ボンディング層４０、前記支持基板５０のうち少なくとも１つを含むことができる。
【０１２３】
図１５は、実施例に係る発光素子を示した図である。
【０１２４】
実施例に係る発光素子は、図１５に示されたように、発光構造物１０、ウィンドウ層１５、エネルギーバッファ層９０、引っ張り歪バリア層９５（Tesnile Strain Barrier Layer）を含むことができる。図１に示された構成を除いて説明する。
【０１２５】
前記エネルギーバッファ層９０は前記発光構造物１０の下に配置される。前記エネルギーバッファ層９０は不純物を含むことができる。前記エネルギーバッファ層９０は、例えば前記第２導電型半導体層と極性が同じ不純物を含むことができる。前記エネルギーバッファ層９０は、前記発光構造物１０からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが変化する領域を含むことができる。図１６は、実施例に係る発光素子に適用された半導体層のエネルギーバンドギャップを示した図である。
【０１２６】
図１５及び図１６に示されたように、前記エネルギーバッファ層９０は第１領域９１と第２領域９２を含むことができる。前記第１領域９１は、前記発光構造物１０からの距離変化に関係なくエネルギーバンドギャップが一定に提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが漸次小さくなるように提供される。
【０１２７】
前記引っ張り歪バリア層９５は前記エネルギーバッファ層９０の下に配置される。前記引っ張り歪バリア層９５は前記第２領域９２の下に配置される。前記引っ張り歪バリア層９５は、前記エネルギーバッファ層９０のエネルギーバンドギャップより小さいか等しいエネルギーバンドギャップを有することができる。前記引っ張り歪バリア層９５は、前記第２領域９２のエネルギーバンドギャップより小さいか等しいエネルギーバンドギャップを有することができる。前記引っ張り歪バリア層９５は不純物を含むことができる。例えば、前記引っ張り歪バリア層９５は、前記第２導電型半導体層１３と同じ極性の不純物を含むことができる。
【０１２８】
前記ウィンドウ層１５は、前記引っ張り歪バリア層９５の下に配置される。例えば、前記エネルギーバッファ層９０の厚さは１８０ナノメートル乃至２５０ナノメートルで提供される。前記第１領域９１の厚さは１７０ナノメートル乃至２３０ナノメートルで提供され、前記第２領域９２の厚さは１０ナノメートル乃至２０ナノメートルで提供される。
【０１２９】
また、前記エネルギーバッファ層９０が前記引っ張り歪バリア層９５より厚く提供される。例えば、前記引っ張り歪バリア層９５は１０ナノメートル乃至２０ナノメートルの厚さで提供される。
【０１３０】
実施例に係る発光素子は、前記発光構造物１０の上に配置された第１電極６０と電極パッド７０を含むことができる。
【０１３１】
前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１に接触して配置される。前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１にオーミック接触して配置される。前記第１電極６０は前記発光構造物１０とオーミック接触する領域を含むことができる。前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１とオーミック接触する領域を含むことができる。前記第１電極６０は、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｕ、Ｎｉ、ＡｕＧｅ、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕなどから選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【０１３２】
前記第１電極６０と前記第１導電型半導体層１１との間に高濃度不純物半導体層が更に含まれてもよい。例えば、前記第１電極６０と前記第１導電型半導体層１１との間に前記第１導電型半導体層１１の不純物濃度より高い高濃度不純物を含むＧａＡｓ層が更に配置されてもよい。
【０１３３】
前記電極パッド７０は前記第１電極６０に電気的に連結される。前記電極パッド７０は前記第１電極６０の上に配置される。前記電極パッド７０は前記第１電極６０の上に接触して配置される。前記電極パッド７０は、外部電源に連結されて前記発光構造物１０に電源を提供することができる。前記電極パッド７０は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｌ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕなどから選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【０１３４】
実施例に係る発光素子は保護層８０を含むことができる。前記保護層８０は前記発光構造物１０の上部に配置される。前記保護層８０は前記発光構造物１０の周りに配置される。前記保護層８０は前記発光構造物１０の側面に配置される。前記保護層８０は前記ウィンドウ層１５の周りに配置される。前記保護層８０の一部領域は前記ウィンドウ層１５の一部領域の上に配置される。
【０１３５】
前記保護層８０は前記第１導電型半導体層１１の上に配置される。前記保護層８０は前記第１電極６０の上に配置される。前記保護層８０は上部面に提供された光抽出構造を含むことができる。前記光抽出構造は凹凸構造と称することもでき、またラフネス（roughness）と称することもできる。前記光抽出構造は規則的に配列されてもよく、ランダム（random）に配列されてもよい。前記保護層８０の上部面に提供された光抽出構造は、前記第１導電型半導体層１１の上部面に提供された光抽出構造に対応する。
【０１３６】
前記保護層８０は、酸化物または窒化物のうち少なくとも１つを含むことができる。前記保護層８０は、例えばＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。
【０１３７】
実施例に係る発光素子は、前記発光構造物１０が損傷することを防止するために前記引っ張り歪バリア層９５を更に含むことができる。前記引っ張り歪バリア層９５は、成長基板と前記ウィンドウ層１５との間の引っ張り歪（tensile strain）力を持つ物質で提供される。例えば、前記引っ張り歪バリア層９５は、ＧａＩｎＰで提供される。
【０１３８】
ところが、前記引っ張り歪バリア層９５が低いエネルギーバンドギャップを有することによって、ホール（hole）が活性層１２に移動するに当たって損失が発生する可能性がある。このような点を考慮して、実施例に係る発光素子は、前記発光構造物１０からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが変化する前記エネルギーバッファ層９０を更に含むことができる。
【０１３９】
例えば、前記エネルギーバッファ層９０は、ＡｌＧａＩｎＰ組成を含むことができる。前記エネルギーバッファ層９０は、Ａｌの組成比の変化によってエネルギーバンドギャップが変化する。前記第１領域９１は、Ａｌ組成が一定になるように提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１から遠ざかるほどエネルギーバンドギャップが小さくなるように提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１からエネルギーバンドギャップが小さくなるように、Ａｌ組成が漸次小さくなるように提供される。
【０１４０】
例えば、前記第１領域９１は、（ＡｌｘＧａ（１−ｘ））０．５Ｉｎ０．５Ｐ（ｘ＝０．８５）組成を含み、前記第２領域９２は、（ＡｌｘＧａ（１−ｘ））０．５Ｉｎ０．５Ｐ（０．３≦ｘ≦０．８５）組成を含むように具現できる。前記第２領域９２は、前記第１領域９１に隣接した区間はＡｌ組成が０．８５になるように提供され、前記第１領域９１から遠ざかるほど漸次小さくなり、Ａｌ組成が０．３まで小さくなるように提供される。
【０１４１】
このように、前記エネルギーバッファ層９０のエネルギーバンドギャップが順次変化するように具現することで、前記ウィンドウ層１５方向から前記活性層１２方向に移動するホールが消失することを防止することができる。
【０１４２】
実施例によれば、このようにホールの移動を向上させることで、動作電圧を減少させることができる。例えば、前記エネルギーバッファ層９０が無い発光素子の場合は動作電圧が２．２４Ｖを示しており、前記エネルギーバッファ層９０が適用された発光素子の場合には１．９６Ｖの動作電圧が測定された。
【０１４３】
例えば、前記第１導電型半導体層１１はＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．５２ｅＶ）で具現され、前記活性層１２は（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：１．９７ｅＶ）の井戸層と（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．３４ｅＶ）の障壁層で具現され、前記第２導電型半導体層１３はＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．５２ｅＶ）で具現できる。
【０１４４】
また、前記エネルギーバッファ層９０の第１領域９１は（Ａｌ０．８５Ｇａ０．１５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．４３ｅＶ）で具現され、前記エネルギーバッファ層９０の第２領域９２は（Ａｌ０．８５Ｇａ０．１５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．４３ｅＶ）から（Ａｌ０．３Ｇａ０．７）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．０９ｅＶ）にＡｌ組成が漸次小さくなるように具現できる。
【０１４５】
実施例によれば、前記エネルギーバッファ層９０の最も低いエネルギーバンドギャップが前記活性層１２をなす井戸層のエネルギーバンドギャップより大きく、前記ウィンドウ層１５のエネルギーバンドギャップより小さく提供される。また、前記引っ張り歪バリア層９５のエネルギーバンドギャップが前記活性層１２をなす井戸層のエネルギーバンドギャップより大きく、前記ウィンドウ層１５のエネルギーバンドギャップより小さく提供される。これは、前記活性層１２をなす井戸層よりエネルギーバンドギャップが小さい半導体層がある場合には、その領域で光吸収が起きて、光損失が発生することを防止するためである。
【０１４６】
次は、図１７乃至図２０を参照して、実施例に係る発光素子の製造方法を説明する。
【０１４７】
実施例に係る発光素子の製造方法によれば、図１７に示されたように、基板５の上にエッチング停止層７、第１導電型半導体層１１、活性層１２、第２導電型半導体層１３、エネルギーバッファ層９０、引っ張り歪バリア層９５、ウィンドウ層１５を形成できる。前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３は発光構造物１０と定義することができる。
【０１４８】
前記エネルギーバッファ層９０は前記発光構造物１０の上に形成できる。前記エネルギーバッファ層９０は、前記発光構造物１０からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが変化する領域を含むことができる。図１６は、実施例に係る発光素子に適用された半導体層のエネルギーバンドギャップを示した図である。
【０１４９】
図１６及び図１７に示されたように、前記エネルギーバッファ層９０は第１領域９１と第２領域９２を含むことができる。前記第１領域９１は、前記発光構造物１０からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが一定に提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが漸次小さくなるように提供される。
【０１５０】
前記引っ張り歪バリア層９５は前記エネルギーバッファ層９０の上に形成できる。前記引っ張り歪バリア層９５は前記第２領域９２の上に形成できる。前記引っ張り歪バリア層９５は、前記エネルギーバッファ層９０のエネルギーバンドギャップより小さいか等しいエネルギーバンドギャップを有することができる。前記引っ張り歪バリア層９５は、前記第２領域９２のエネルギーバンドギャップより小さいか等しいエネルギーバンドギャップを有することができる。
【０１５１】
次に、図１８に示されたように、前記ウィンドウ層１５の上にＯＤＲ層２１、オーミック接触層２３、反射層３０を形成できる。
【０１５２】
続いて、図１９に示されたように、前記反射層３０の上にボンディング層４０、支持基板５０が提供される。
【０１５３】
また、図２０に示されたように、前記発光構造物１０の上に第１電極６０が形成され、アイソレーションエッチングが行われて前記発光構造物１０の側面がエッチングされる。
【０１５４】
そして、図２０に示されたように、前記発光構造物１０と前記第１電極６０の上に保護層８０と電極パッド７０を形成できる。
【０１５５】
前記保護層８０は前記発光構造物１０の上部に配置される。前記保護層８０は前記発光構造物１０の周りに配置される。前記保護層８０は前記発光構造物１０の側面に配置される。前記保護層８０は前記ウィンドウ層１５の周りに配置される。前記保護層８０の一部領域は前記ウィンドウ層１５の一部領域の上に配置される。
【０１５６】
前記保護層８０は、酸化物または窒化物のうち少なくとも１つを含むことができる。前記保護層８０は、例えばＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。
【０１５７】
前記保護層８０は前記第１導電型半導体層１１の上に配置される。前記保護層８０は前記第１電極６０の上に配置される。前記保護層８０は上部面に提供された光抽出構造を含むことができる。前記光抽出構造は凹凸構造と称することもでき、またラフネス（roughness）と称することもできる。前記光抽出構造は規則的に配列されてもよく、ランダム（random）に配列されてもよい。
【０１５８】
前記電極パッド７０は前記第１電極６０に電気的に連結される。前記電極パッド７０は前記第１電極６０の上に配置される。前記電極パッド７０は前記第１電極６０の上に接触して配置される。前記電極パッド７０は、外部電源に連結されて前記発光構造物１０に電源を提供することができる。前記電極パッド７０は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｌ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕなどから選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【０１５９】
以上で説明された発光素子の製造方法は、必要に応じてまた工程設計に応じて変更されて実施されてもよい。
【０１６０】
例えば、前記発光構造物１０がＧａＡｓ成長基板で成長でき、前記発光構造物１０はＡｌＧａＩｎＰ組成で成長できる。前記ウィンドウ層１５はＧａＰ組成で形成できる。この時、前記ウィンドウ層１５がＧａＰ組成で形成される場合、二層間の格子定数の差によって、前記ウィンドウ層１５はＧａＡｓ成長基板を基準に２０，０００乃至３０，０００ｐｐｍの引っ張り歪（tensile strain）力が発生して、前記発光構造物１０が損傷し得る問題点がある。
【０１６１】
これによって、実施例に係る発光素子は、前記発光構造物１０が損傷することを防止するために前記引っ張り歪バリア層９５を更に含むことができる。前記引っ張り歪バリア層９５は、成長基板と前記ウィンドウ層１５との間の引っ張り歪（tensile strain）力を持つ物質で提供される。例えば、前記引っ張り歪バリア層９５は、ＧａＩｎＰで提供される。
【０１６２】
ところが、前記引っ張り歪バリア層９５が低いエネルギーバンドギャップを有することによって、ホール（hole）が活性層１２に移動するに当たって損失が発生する可能性がある。このような点を考慮して、実施例に係る発光素子は、前記発光構造物１０からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが変化する前記エネルギーバッファ層９０を更に含むことができる。
【０１６３】
例えば、前記エネルギーバッファ層９０はＡｌＧａＩｎＰ組成を含むことができる。前記エネルギーバッファ層９０は、Ａｌの組成比の変化によってエネルギーバンドギャップが変化する。前記第１領域９１は、Ａｌ組成が一定になるように提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１から遠ざかるほどエネルギーバンドギャップが小さくなるように提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１からエネルギーバンドギャップが小さくなるように、Ａｌ組成が漸次小さくなるように提供される。
【０１６４】
例えば、前記第１領域９１は（ＡｌｘＧａ（１−ｘ））０．５Ｉｎ０．５Ｐ（ｘ＝０．８５）組成を含み、前記第２領域９２は（ＡｌｘＧａ（１−ｘ））０．５Ｉｎ０．５Ｐ（０．３≦ｘ≦０．８５）組成を含むように具現できる。前記第２領域９２は、前記第１領域９１に隣接した区間はＡｌ組成が０．８５になるように提供され、前記第１領域９１から遠ざかるほど漸次小さくなり、Ａｌ組成が０．３まで小さくなるように提供される。
【０１６５】
このように、前記エネルギーバッファ層９０のエネルギーバンドギャップが順次変化するように具現することで、前記ウィンドウ層１５方向から前記活性層１２方向に移動するホールが消失することを防止することができる。
【０１６６】
実施例によれば、このようにホールの移動を向上させることで、動作電圧を減少させることができる。例えば、前記エネルギーバッファ層９０が無い発光素子の場合は動作電圧が２．２４Ｖを示しており、前記エネルギーバッファ層９０が適用された発光素子の場合には１．９６Ｖの動作電圧が測定された。
【０１６７】
例えば、前記第１導電型半導体層１１はＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．５２ｅＶ）で具現され、前記活性層１２は（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：１．９７ｅＶ）の井戸層と（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．３４ｅＶ）の障壁層で具現され、前記第２導電型半導体層１３はＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．５２ｅＶ）で具現できる。
【０１６８】
また、前記エネルギーバッファ層９０の第１領域９１は（Ａｌ０．８５Ｇａ０．１５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．４３ｅＶ）で具現され、前記エネルギーバッファ層９０の第２領域９２は（Ａｌ０．８５Ｇａ０．１５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．４３ｅＶ）から（Ａｌ０．３Ｇａ０．７）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．０９ｅＶ）にＡｌ組成が漸次小さくなるように具現できる。
【０１６９】
実施例によれば、前記エネルギーバッファ層９０の最も低いエネルギーバンドギャップが前記活性層１２をなす井戸層のエネルギーバンドギャップより大きく、前記ウィンドウ層１５のエネルギーバンドギャップより小さく提供される。また、前記引っ張り歪バリア層９５のエネルギーバンドギャップが前記活性層１２をなす井戸層のエネルギーバンドギャップより大きく、前記ウィンドウ層１５のエネルギーバンドギャップより小さく提供される。これは、前記活性層１２をなす井戸層よりエネルギーバンドギャップが小さい半導体層がある場合には、その領域で光吸収が起きて、光損失が発生することを防止するためである。
【０１７０】
図２１は、実施例に係る発光素子を示した図である。
【０１７１】
実施例に係る発光素子は、図２１に示されたように、発光構造物１０、第１ウィンドウ層１５、第２ウィンドウ層１６を含むことができる。図１と図１５で示された構成を除いて説明する。
【０１７２】
前記第１ウィンドウ層１５は、前記発光構造物１０の下に配置される。前記第１ウィンドウ層１５は不純物を含むことができる。前記第１ウィンドウ層１５は、前記第２導電型半導体層１３と同じ極性の不純物を含むことができる。例えば、前記第１ウィンドウ層１５は、前記第２導電型半導体層１３に含まれた不純物と同じ不純物を含むことができる。
【０１７３】
前記第１ウィンドウ層１５は、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第１ウィンドウ層１５は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択できる。前記第１ウィンドウ層１５は、電流拡散効果を提供することができる。
【０１７４】
前記第２ウィンドウ層１６は前記第１ウィンドウ層１５の下に配置される。前記第２ウィンドウ層１６は、前記第１ウィンドウ層１５に含まれた不純物と異なる不純物を含むことができる。前記第２ウィンドウ層１６に含まれた不純物の濃度は、前記第１ウィンドウ層１５に含まれた不純物濃度より高い。
【０１７５】
前記第２ウィンドウ層１６は、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第２ウィンドウ層１６は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択できる。
【０１７６】
実施例に係る発光素子は、前記第１ウィンドウ層１５と前記発光構造物１０との間に配置されたエネルギーバッファ層９０を含むことができる。
【０１７７】
図２１及び図２２に示されたように、前記エネルギーバッファ層９０は第１領域９１と第２領域９２を含むことができる。前記第１領域９１は、前記発光構造物１０からの距離変化に関係なくエネルギーバンドギャップが一定に提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが漸次小さくなるように提供される。
【０１７８】
実施例に係る発光素子は、前記エネルギーバッファ層９０と前記第１ウィンドウ層１５との間に配置された引っ張り歪バリア層９５（Tesnile Strain Barrier Layer）を含むことができる。
【０１７９】
前記引っ張り歪バリア層９５は前記エネルギーバッファ層９０の下に配置される。前記引っ張り歪バリア層９５は前記第２領域９２の下に配置される。前記引っ張り歪バリア層９５は、前記エネルギーバッファ層９０のエネルギーバンドギャップより小さいか等しいエネルギーバンドギャップを有することができる。前記引っ張り歪バリア層９５は、前記第２領域９２のエネルギーバンドギャップより小さいか等しいエネルギーバンドギャップを有することができる。前記引っ張り歪バリア層９５は不純物を含むことができる。例えば、前記引っ張り歪バリア層９５は、前記第２導電型半導体層１３と同じ極性の不純物を含むことができる。
【０１８０】
実施例に係る発光素子は、前記第１ウィンドウ層１５と前記引っ張り歪バリア層９５との間に配置された不純物トラップ層１７を含むことができる。前記不純物トラップ層１７は、前記第１ウィンドウ層１５に含まれた不純物が前記発光構造物１０に拡散することを防止することができる。前記第１ウィンドウ層１５に含まれた不純物が前記発光構造物１０に拡散する場合、光ドロップ（optical drop）が発生して、光抽出効率が低下し得る問題点がある。
【０１８１】
例えば、前記エネルギーバッファ層９０の厚さは１８０ナノメートル乃至２５０ナノメートルで提供される。前記第１領域９１の厚さは１７０ナノメートル乃至２３０ナノメートルで提供され、前記第２領域９２の厚さは１０ナノメートル乃至２０ナノメートルで提供される。
【０１８２】
また、前記エネルギーバッファ層９０が前記引っ張り歪バリア層９５より厚く提供される。例えば、前記引っ張り歪バリア層９５は、１０ナノメートル乃至２０ナノメートルの厚さで提供される。
【０１８３】
実施例に係る発光素子は、ＯＤＲ（Omni Directional Reflector）層２１、オーミック接触層２３、反射層３０を含むことができる。
【０１８４】
前記ＯＤＲ層２１は、上部方向から入射する光を上部方向に反射させる機能を行うことができる。前記ＯＤＲ層２１は、例えば前記発光構造物１０より低い屈折率を有するように具現できる。前記ＯＤＲ層２１は、前記発光構造物１０をなす物質の屈折率と大きな差を有する低い屈折率を有するように選択されることで、反射機能を提供することができる。前記ＯＤＲ層２１は、前記第２ウィンドウ層１６に接触して配置される。前記ＯＤＲ層２１は、前記第１ウィンドウ層１５をなす物質の屈折率と大きな差を有する低い屈折率を有するように選択されることで、反射機能を提供することができる。前記ＯＤＲ層２１は、前記第２ウィンドウ層１６をなす物質の屈折率と大きな差を有する低い屈折率を有するように選択されることで、反射機能を提供することができる。
【０１８５】
前記オーミック接触層２３は、前記第２ウィンドウ層１６とオーミック接触するように具現できる。前記オーミック接触層２３は、前記第２ウィンドウ層１６とオーミック接触する領域を含むことができる。前記オーミック接触層２３は前記発光構造物１０に電気的に連結される。前記オーミック接触層２３は前記ＯＤＲ層２１を貫通して配置される。例えば、前記オーミック接触層２３は円形または楕円形の上部面を有するように具現できる。前記オーミック接触層２３は、例えばＡｕ、Ａｕ／ＡｕＢｅ／Ａｕ、ＡｕＺｎ、ＩＴＯ、ＡｕＢｅ、ＧｅＡｕなどの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【０１８６】
前記反射層３０は、前記オーミック接触層２３の下に配置される。前記反射層３０は前記ＯＤＲ層２１の下に配置される。前記反射層３０は、上部方向から入射する光を上部方向に反射させる機能を行うことができる。前記反射層３０は、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌなどの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【０１８７】
実施例に係る発光素子は、前記発光構造物１０の上に配置された第１電極６０と電極パッド７０を含むことができる。
【０１８８】
前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１に電気的に連結される。前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１に接触して配置される。前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１にオーミック接触して配置される。前記第１電極６０は前記発光構造物１０とオーミック接触する領域を含むことができる。前記第１電極６０は前記第１導電型半導体層１１とオーミック接触する領域を含むことができる。前記第１電極６０は、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｕ、Ｎｉ、ＡｕＧｅ、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕなどから選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【０１８９】
前記第１電極６０と前記第１導電型半導体層１１との間に高濃度不純物半導体層が更に含まれてもよい。例えば、前記第１電極６０と前記第１導電型半導体層１１との間に前記第１導電型半導体層１１の不純物濃度より高い高濃度不純物を含むＧａＡｓ層が更に配置されてもよい。
【０１９０】
前記電極パッド７０は前記第１電極６０に電気的に連結される。前記電極パッド７０は前記第１電極６０の上に配置される。前記電極パッド７０は前記第１電極６０の上に接触して配置される。前記電極パッド７０は、外部電源に連結されて前記発光構造物１０に電源を提供することができる。前記電極パッド７０は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｌ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕなどから選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【０１９１】
実施例に係る発光素子は保護層８０を含むことができる。前記保護層８０は前記発光構造物１０の上部に配置される。前記保護層８０は前記発光構造物１０の周りに配置される。前記保護層８０は前記発光構造物１０の側面に配置される。前記保護層８０は前記第１ウィンドウ層１５の周りに配置される。前記保護層８０の一部領域は前記第１ウィンドウ層１５の一部領域の上に配置される。
【０１９２】
前記保護層８０は前記第１導電型半導体層１１の上に配置される。前記保護層８０は前記第１電極６０の上に配置される。前記保護層８０は上部面に提供された光抽出構造を含むことができる。前記光抽出構造は凹凸構造と称することもでき、またラフネス（roughness）と称することもできる。前記光抽出構造は規則的に配列されてもよく、ランダム（random）に配列されてもよい。前記保護層８０の上部面に提供された光抽出構造は、前記第１導電型半導体層１１の上部面に提供された光抽出構造に対応する。
【０１９３】
前記保護層８０は、酸化物または窒化物のうち少なくとも１つを含むことができる。前記保護層８０は、例えばＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも１つが選択されて形成できる。
【０１９４】
一方、実施例によれば、図１に示されたように、前記支持基板５０が伝導性で具現でき、前記支持基板５０に連結された外部電源によって前記発光構造物１０に電源が印加される。前記支持基板５０を介して前記第２導電型半導体層１３に電源が印加される。
【０１９５】
また、実施例によれば、前記第２導電型半導体層１３に電気的に連結された第２電極は、前記オーミック接触層２３、前記反射層３０、前記ボンディング層４０、前記支持基板５０のうち少なくとも１つを含むことができる。
【０１９６】
例えば、前記発光構造物１０がＧａＡｓ成長基板で成長でき、前記発光構造物１０はＡｌＧａＩｎＰ組成で成長できる。前記第１ウィンドウ層１５はＧａＰ組成で形成できる。この時、前記第１ウィンドウ層１５がＧａＰ組成で形成される場合、二層間の格子定数の差によって、前記第１ウィンドウ層１５はＧａＡｓ成長基板を基準に２０，０００乃至３０，０００ｐｐｍの引っ張り歪（tensile strain）力が発生して、前記発光構造物１０が損傷し得る問題点がある。
【０１９７】
これによって、実施例に係る発光素子は、前記発光構造物１０が損傷することを防止するために前記引っ張り歪バリア層９５を更に含むことができる。前記引っ張り歪バリア層９５は、成長基板と前記第１ウィンドウ層１５との間の引っ張り歪（tensile strain）力を持つ物質で提供される。例えば、前記引っ張り歪バリア層９５はＧａＩｎＰで提供される。
【０１９８】
ところが、前記引っ張り歪バリア層９５が低いエネルギーバンドギャップを有することによって、ホール（hole）が活性層１２に移動するに当たって損失が発生する可能性がある。このような点を考慮して、実施例に係る発光素子は、前記発光構造物１０からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが変化する前記エネルギーバッファ層９０を更に含むことができる。
【０１９９】
例えば、前記エネルギーバッファ層９０はＡｌＧａＩｎＰ組成を含むことができる。前記エネルギーバッファ層９０は、Ａｌの組成比の変化によってエネルギーバンドギャップが変化する。前記第１領域９１は、Ａｌ組成が一定になるように提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１から遠ざかるほどエネルギーバンドギャップが小さくなるように提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１からエネルギーバンドギャップが小さくなるように、Ａｌ組成が漸次小さくなるように提供される。
【０２００】
例えば、前記第１領域９１は（ＡｌｘＧａ（１−ｘ））０．５Ｉｎ０．５Ｐ（０．５≦ｘ≦０．９）組成を含み、前記第２領域９２は（ＡｌｘＧａ（１−ｘ））０．５Ｉｎ０．５Ｐ（０．１≦ｘ≦０．５）組成を含むように具現できる。前記第２領域９２は、前記第１領域９１に隣接した区間はＡｌ組成が前記第１領域９１と同様に提供され、前記第１領域９１から遠ざかるほど漸次小さくなり、Ａｌ組成が小さくなるように提供される。
【０２０１】
このように、前記エネルギーバッファ層９０のエネルギーバンドギャップが順次変化するように具現されることで、前記第１ウィンドウ層１５方向から前記活性層１２方向に移動するホールが消失することを防止することができる。
【０２０２】
実施例によれば、このようにホールの移動を向上させることで、動作電圧を減少させることができる。例えば、前記エネルギーバッファ層９０が無い発光素子の場合は動作電圧が２．２４Ｖを示しており、前記エネルギーバッファ層９０が適用された発光素子の場合には１．９６Ｖの動作電圧が測定された。
【０２０３】
例えば、前記第１導電型半導体層１１はＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．５２ｅＶ）で具現され、前記活性層１２は（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：１．９７ｅＶ）の井戸層と（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．３４ｅＶ）の障壁層で具現され、前記第２導電型半導体層１３はＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．５２ｅＶ）で具現できる。
【０２０４】
また、前記エネルギーバッファ層９０の第１領域９１は（Ａｌ０．８５Ｇａ０．１５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．４３ｅＶ）で具現され、前記エネルギーバッファ層９０の第２領域９２は（Ａｌ０．８５Ｇａ０．１５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．４３ｅＶ）から（Ａｌ０．３Ｇａ０．７）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．０９ｅＶ）にＡｌ組成が漸次小さくなるように具現できる。
【０２０５】
実施例によれば、前記エネルギーバッファ層９０の最も低いエネルギーバンドギャップが前記活性層１２をなす井戸層のエネルギーバンドギャップより大きく、前記ウィンドウ層１５のエネルギーバンドギャップより小さく提供される。また、前記引っ張り歪バリア層９５のエネルギーバンドギャップが前記活性層１２をなす井戸層のエネルギーバンドギャップより大きく、前記ウィンドウ層１５のエネルギーバンドギャップより小さく提供される。これは、前記活性層１２をなす井戸層よりエネルギーバンドギャップが小さい半導体層がある場合には、その領域で光吸収が起きて、光損失が発生することを防止するためである。
【０２０６】
一方、実施例に係る発光素子において、例えば前記第１ウィンドウ層１５は３族または５族元素を不純物として含み、前記第２ウィンドウ層１６は４族元素を不純物として含むことができる。前記第１ウィンドウ層１５はＳｉまたはＭｇ元素を不純物として含み、前記第２ウィンドウ層１６はＣ元素を不純物として含むことができる。
【０２０７】
例えば、前記第１ウィンドウ層１５のドーピング濃度は５×１０１６／ｃｍ３乃至１×１０１８／ｃｍ３であり、前記第２ウィンドウ層１６のドーピング濃度は５×１０１８／ｃｍ３乃至１×１０２０／ｃｍ３で提供される。また、前記第１ウィンドウ層１５は２，０００ナノメートル乃至５，０００ナノメートルの厚さで提供され、前記第２ウィンドウ層１６は２００ナノメートル乃至５００ナノメートルの厚さで提供される。
【０２０８】
実施例に係る発光素子は、前記第２ウィンドウ層１６が高濃度不純物を含むので、前記オーミック接触層２３と良質のオーミック接触が具現される。これによって、実施例に係る発光素子は、動作電圧を減少させることができるようになる。
【０２０９】
また、従来の発光素子の場合、高濃度不純物を添加するために、例えばＭｇ元素を不純物として多量にドーピングすることがあった。ところが、このようにＭｇ元素を不純物として多量に追加する場合、Ｍｇ元素が発光構造物領域に拡散することによって、光ドロップが発生する短所があった。
【０２１０】
これに対して、実施例に係る発光素子は、例えばＭｇ元素ではないＣ元素を不純物として添加させることで、Ｍｇ元素拡散による光ドロップ現象が発生することを防止することができる。
【０２１１】
次は、図２３乃至図２６を参照して、実施例に係る発光素子の製造方法を説明する。
【０２１２】
実施例に係る発光素子の製造方法によれば、図２３に示されたように、基板５の上にエッチング停止層７、第１導電型半導体層１１、活性層１２、第２導電型半導体層１３、エネルギーバッファ層９０、引っ張り歪バリア層９５、不純物トラップ層１７、第１ウィンドウ層１５、第２ウィンドウ層１６が形成できる。前記第１導電型半導体層１１、前記活性層１２、前記第２導電型半導体層１３は発光構造物１０と定義することができる。
【０２１３】
前記エネルギーバッファ層９０は前記発光構造物１０の上に形成できる。前記エネルギーバッファ層９０は、前記発光構造物１０からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが変化する領域を含むことができる。図２２は、実施例に係る発光素子に適用された半導体層のエネルギーバンドギャップを示した図である。
【０２１４】
図２２及び図２３に示されたように、前記エネルギーバッファ層９０は第１領域９１と第２領域９２を含むことができる。前記第１領域は、前記発光構造物１０からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが一定に提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが漸次小さくなるように提供される。
【０２１５】
前記不純物トラップ層１７は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記不純物トラップ層１７は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択できる。
【０２１６】
前記第１ウィンドウ層１５は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第１ウィンドウ層１５は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択できる。前記ウィンドウ層１５は発光素子の駆動時、電流拡散効果を提供することができる。
【０２１７】
前記第２ウィンドウ層１６は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で具現できる。前記第２ウィンドウ層１５は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰなどから選択できる。前記ウィンドウ層１６は、前記第１ウィンドウ層１５より高濃度不純物を含むように具現できる。
【０２１８】
実施例に係る発光素子の製造方法によれば、Ｇａ元素とＣＨ３結合された有機物を利用して前記Ｃ元素を添加させることができる。例えば、従来のＧａソースで供給される有機物を利用することができ、成長温度を低く設定することで（例えば、６３０℃）、Ｃ元素が高濃度の不純物として添加されることになる。
【０２１９】
次は、図２４に示されたように、前記第２ウィンドウ層１６の上にＯＤＲ層２１、オーミック接触層２３、反射層３０が形成できる。
【０２２０】
前記ＯＤＲ層２１は、入射する光を再反射させる機能を行うことができる。前記ＯＤＲ層２１は、例えば前記発光構造物１０より低い屈折率を有するように具現できる。前記ＯＤＲ層２１は、前記発光構造物１０をなす物質の屈折率と大きな差を有する低い屈折率を有するように選択されることで、反射機能を提供することができる。前記ＯＤＲ層２１は、前記第２ウィンドウ層１６に接触して配置される。前記ＯＤＲ層２１は、前記第２ウィンドウ層１６より低い屈折率を有するように具現できる。前記ＯＤＲ層２１は、前記第１ウィンドウ層１１より低い屈折率を有するように具現できる。
【０２２１】
前記オーミック接触層２３は、前記第２ウィンドウ層１６とオーミック接触するように具現できる。前記オーミック接触層２３は、前記第２ウィンドウ層１６とオーミック接触する領域を含むことができる。前記オーミック接触層２３は前記発光構造物１０に電気的に連結される。前記オーミック接触層２３は前記ＯＤＲ層２１を貫通して配置される。例えば、前記オーミック接触層２３は円形または楕円形の上部面を有するように具現できる。前記オーミック接触層２３は、例えばＡｕ、Ａｕ／ＡｕＢｅ／Ａｕ、ＡｕＺｎ、ＩＴＯ、ＡｕＢｅ、ＧｅＡｕなどの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【０２２２】
前記反射層３０は前記オーミック接触層２３の上に配置される。前記反射層３０は前記ＯＤＲ層２１の上に配置される。前記反射層３０は入射する光を再反射させる機能を行うことができる。前記反射層３０は、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌなどの物質から選択された少なくともいずれか１つを含むことができる。
【０２２３】
続いて、図２５に示されたように、前記反射層３０の上にボンディング層４０、支持基板５０が提供される。
【０２２４】
続いて、図２６に示されたように、前記発光構造物１０の上に第１電極６０が形成され、アイソレーションエッチングが行われて前記発光構造物１０の側面がエッチングされる。
【０２２５】
そして、図２６に示されたように、前記発光構造物１０と前記第１電極６０の上に保護層８０と電極パッド７０が形成できる。
【０２２６】
以上で説明された発光素子の製造方法は、必要に応じて、また工程設計に応じて変更されて実施されてもよい。
【０２２７】
例えば、前記発光構造物１０がＧａＡｓ成長基板で成長でき、前記発光構造物１０はＡｌＧａＩｎＰ組成で成長できる。前記ウィンドウ層１５はＧａＰ組成で形成できる。この時、前記ウィンドウ層１５がＧａＰ組成で形成される場合、二層間の格子定数の差によって、前記ウィンドウ層１５はＧａＡｓ成長基板を基準に２０，０００乃至３０，０００ｐｐｍの引っ張り歪（tensile strain）力が発生して、前記発光構造物１０が損傷し得る問題点がある。
【０２２８】
これによって、実施例に係る発光素子は、前記発光構造物１０が損傷することを防止するために前記引っ張り歪バリア層９５を更に含むことができる。前記引っ張り歪バリア層９５は、成長基板と前記ウィンドウ層１５との間の引っ張り歪（tensile strain）力を持つ物質で提供される。例えば、前記引っ張り歪バリア層９５はＧａＩｎＰで提供される。
【０２２９】
ところが、前記引っ張り歪バリア層９５が低いエネルギーバンドギャップを有することによって、ホール（hole）が活性層１２に移動するに当たって損失が発生する可能性がある。このような点を考慮して、実施例に係る発光素子は、前記発光構造物１０からの距離に応じてエネルギーバンドギャップが変化する前記エネルギーバッファ層９０を更に含むことができる。
【０２３０】
例えば、前記エネルギーバッファ層９０はＡｌＧａＩｎＰ組成を含むことができる。前記エネルギーバッファ層９０は、Ａｌの組成比の変化によってエネルギーバンドギャップが変化する。前記第１領域９１は、Ａｌ組成が一定になるように提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１から遠ざかるほどエネルギーバンドギャップが小さくなるように提供される。前記第２領域９２は、前記第１領域９１からエネルギーバンドギャップが小さくなるように、Ａｌ組成が漸次小さくなるように提供される。
【０２３１】
例えば、前記第１領域９１は（ＡｌｘＧａ（１−ｘ））０．５Ｉｎ０．５Ｐ（ｘ＝０．８５）組成を含み、前記第２領域９２は（ＡｌｘＧａ（１−ｘ））０．５Ｉｎ０．５Ｐ（０．３≦ｘ≦０．８５）組成を含むように具現できる。前記第２領域９２は、前記第１領域９１に隣接した区間はＡｌ組成が０．８５になるように提供され、前記第１領域９１から遠ざかるほど漸次小さくなり、Ａｌ組成が０．３まで小さくなるように提供される。
【０２３２】
このように、前記エネルギーバッファ層９０のエネルギーバンドギャップが順次変化するように具現することで、前記ウィンドウ層１５方向から前記活性層１２方向に移動するホールが消失することを防止することができる。
【０２３３】
実施例によれば、このようにホールの移動を向上させることで、動作電圧を減少させることができる。例えば、前記エネルギーバッファ層９０が無い発光素子の場合は動作電圧が２．２４Ｖを示しており、前記エネルギーバッファ層９０が適用された発光素子の場合には１．９６Ｖの動作電圧が測定された。
【０２３４】
例えば、前記第１導電型半導体層１１はＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．５２ｅＶ）で具現され、前記活性層１２は（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：１．９７ｅＶ）の井戸層と（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．３４ｅＶ）の障壁層で具現され、前記第２導電型半導体層１３はＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．５２ｅＶ）で具現できる。
【０２３５】
また、前記エネルギーバッファ層９０の第１領域９１は（Ａｌ０．８５Ｇａ０．１５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．４３ｅＶ）で具現され、前記エネルギーバッファ層９０の第２領域９２は（Ａｌ０．８５Ｇａ０．１５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．４３ｅＶ）から（Ａｌ０．３Ｇａ０．７）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（エネルギーバンドギャップ：２．０９ｅＶ）にＡｌ組成が漸次小さくなるように具現できる。
【０２３６】
実施例によれば、前記エネルギーバッファ層９０の最も低いエネルギーバンドギャップが前記活性層１２をなす井戸層のエネルギーバンドギャップより大きく、前記第１ウィンドウ層１５のエネルギーバンドギャップより小さく提供される。また、前記引っ張り歪バリア層９５のエネルギーバンドギャップが前記活性層１２をなす井戸層のエネルギーバンドギャップより大きく、前記第１ウィンドウ層１５のエネルギーバンドギャップより小さく提供される。これは、前記活性層１２をなす井戸層よりエネルギーバンドギャップが小さい半導体層がある場合には、その領域で光吸収が起きて、光損失が発生することを防止するためである。
【０２３７】
一方、実施例に係る発光素子において、例えば前記第１ウィンドウ層１５は、３族または５族元素を不純物として含み、前記第２ウィンドウ層１６は４族元素を不純物として含むことができる。前記第１ウィンドウ層１５は、ＳｉまたはＭｇ元素を不純物として含み、前記第２ウィンドウ層１６はＣ元素を不純物として含むことができる。
【０２３８】
例えば、前記第１ウィンドウ層１５のドーピング濃度は５×１０１６／ｃｍ３乃至１×１０１８／ｃｍ３であり、前記第２ウィンドウ層１６のドーピング濃度は５×１０１８／ｃｍ３乃至１×１０２０／ｃｍ３で提供される。また、前記第１ウィンドウ層１５は２，０００ナノメートル乃至５，０００ナノメートルの厚さで提供され、前記第２ウィンドウ層１６は２００ナノメートル乃至５００ナノメートルの厚さで提供される。
【０２３９】
実施例に係る発光素子は、前記第２ウィンドウ層１６が高濃度不純物を含むので、前記オーミック接触層２３と良質のオーミック接触が具現できる。これによって、実施例に係る発光素子は、動作電圧を減少させることができるようになる。
【０２４０】
また、従来の発光素子の場合、高濃度不純物を添加するために、例えばＭｇ元素を不純物として多量にドーピングすることがあった。ところが、このようにＭｇ元素を不純物として多量に追加する場合、Ｍｇ元素が発光構造物領域に拡散することによって、光ドロップが発生する短所があった。
【０２４１】
これに対して、実施例に係る発光素子は、例えばＭｇ元素ではないＣ元素を不純物として添加させることで、Ｍｇ元素拡散による光ドロップ現象が発生することを防止することができる。
【０２４２】
図２７は、実施例に係る発光素子が適用された発光素子パッケージを示した図である。
【０２４３】
図２７を参照すると、実施例に係る発光素子パッケージは、胴体１２０と、前記胴体１２０に配置された第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２と、前記胴体１２０に提供され、前記第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２と電気的に連結される実施例に係る発光素子１００と、前記発光素子１００を囲むモールディング部材１４０とを含むことができる。
【０２４４】
前記胴体１２０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でき、前記発光素子１００の周囲に傾斜面が形成できる。
【０２４５】
前記第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２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１３１及び第２リード電極１３２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行うこともできる。
【０２４６】
前記発光素子１００は、前記胴体１２０の上に配置されるか、前記第１リード電極１３１または第２リード電極１３２の上に配置される。
【０２４７】
前記発光素子１００は、前記第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２とワイヤ方式、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１つによって電気的に連結される。
【０２４８】
前記モールディング部材１４０は、前記発光素子１００を囲んで前記発光素子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１４０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。
【０２４９】
実施例に係る発光素子または発光素子パッケージは、複数個が基板の上にアレイされ、前記発光素子パッケージの光の経路上に、光学部材であるレンズ、導光板、プリズムシート、拡散シートなどが配置される。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。前記ライトユニットは、トップビューまたはサイドビュータイプで具現され、携帯端末及びノートパソコンなどの表示装置に提供されるか、照明装置及び指示装置などに多様に適用される。他の実施例は、上述した実施例に記載された発光素子または発光素子パッケージを含む照明装置として具現できる。例えば、照明装置はランプ、街灯、電光掲示板、ヘッドライトを含むことができる。
【０２５０】
実施例に係る発光素子は、ライトユニットに適用可能である。前記ライトユニットは複数の発光素子がアレイされた構造を含み、図２８及び図２９に示された表示装置、図３０に示された照明装置を含むことができる。
【０２５１】
図２８を参照すると、実施例に係る表示装置１０００は、導光板１０４１と、前記導光板１０４１に光を提供する発光モジュール１０３１と、前記導光板１０４１の下に反射部材１０２２と、前記導光板１０４１の上に光学シート１０５１と、前記光学シート１０５１の上に表示パネル１０６１と、前記導光板１０４１、発光モジュール１０３１及び反射部材１０２２を収納するボトムカバー１０１１とを含むことができるが、これに限定されるものではない。
【０２５２】
前記ボトムカバー１０１１、反射シート１０２２、導光板１０４１、光学シート１０５１はライトユニット１０５０と定義することができる。
【０２５３】
前記導光板１０４１は、光を拡散させて面光源化する役割を行う。前記導光板１０４１は透明な材質からなり、例えば、ＰＭＭＡ（polymethyl metacrylate）のようなアクリル樹脂系、ＰＥＴ（polyethylene terephthlate）、ＰＣ（poly carbonate）、ＣＯＣ（cycloolefin copolymer）及びＰＥＮ（polyethylene naphthalate）樹脂のうち１つを含むことができる。
【０２５４】
前記発光モジュール１０３１は、前記導光板１０４１の少なくとも一側面に光を提供し、究極的には表示装置の光源として作用することになる。
【０２５５】
前記発光モジュール１０３１は少なくとも１つが提供され、前記導光板１０４１の一側面で直接または間接的に光を提供することができる。前記発光モジュール１０３１は、基板１０３３と、上述した実施例に係る発光素子または発光素子パッケージ２００を含むことができる。前記発光素子パッケージ２００は、前記基板１０３３の上に所定の間隔でアレイされる。
【０２５６】
前記基板１０３３は、回路パターンを含む印刷回路基板（ＰＣＢ；Printed Circuit Board）であってもよい。但し、前記基板１０３３は一般ＰＣＢだけではなく、メタルコアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ、Metal Core PCB）、軟性ＰＣＢ（ＦＰＣＢ；Flexible PCB）などを含むこともできるが、これについては限定しない。前記発光素子パッケージ２００は、前記ボトムカバー１０１１の側面または放熱プレートの上に提供される場合、前記基板１０３３は除去可能である。ここで、前記放熱プレートの一部は前記ボトムカバー１０１１の上面に接触する。
【０２５７】
そして、前記多数の発光素子パッケージ２００は、光が放出される出射面が前記導光板１０４１と所定距離離隔するように搭載されるが、これについては限定しない。前記発光素子パッケージ２００は、前記導光板１０４１の一側面である入光部に光を直接または間接的に提供することができるが、これについては限定しない。
【０２５８】
前記導光板１０４１の下には前記反射部材１０２２が配置される。前記反射部材１０２２は、前記導光板１０４１の下面に入射する光を反射させて上に向けるようにすることで、前記ライトユニット１０５０の輝度を向上させることができる。前記反射部材１０２２は、例えばＰＥＴ、ＰＣ、ＰＶＣレジンなどで形成できるが、これについては限定しない。前記反射部材１０２２は前記ボトムカバー１０１１の上面であってもよいが、これについては限定しない。
【０２５９】
前記ボトムカバー１０１１は、前記導光板１０４１、発光モジュール１０３１及び反射部材１０２２などを収納することができる。このために、前記ボトムカバー１０１１は、上面が開口されたボックス（box）形状を有する収納部１０１２が備えられるが、これについては限定しない。前記ボトムカバー１０１１はトップカバーと結合できるが、これについては限定しない。
【０２６０】
前記ボトムカバー１０１１は、金属材質または樹脂材質で形成でき、プレス成形または圧出成形などの工程を利用して製造される。また、前記ボトムカバー１０１１は、熱伝導性が良い金属または非金属材料を含むことができるが、これについては限定しない。
【０２６１】
前記表示パネル１０６１は、例えばＬＣＤパネルとして、相互対向する透明な材質の第１及び第２基板、そして第１及び第２基板の間に介された液晶層を含む。前記表示パネル１０６１の少なくとも一面には偏光板が付着されるが、このような偏光板の付着構造に限定しない。前記表示パネル１０６１は、光学シート１０５１を通過した光によって情報を表示することになる。このような表示装置１０００は、各種の携帯端末、ノートパソコンのモニタ、ラップトップパソコンのモニタ、テレビなどに適用可能である。
【０２６２】
前記光学シート１０５１は、前記表示パネル１０６１と前記導光板１０４１との間に配置され、少なくとも一枚の透光性シートを含む。前記光学シート１０５１は、例えば拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、及び輝度強化シートのようなシートのうち少なくとも１つを含むことができる。前記拡散シートは入射する光を拡散させ、前記水平又は／及び垂直プリズムシートは入射する光を表示領域に集光させ、前記輝度強化シートは損失する光を再使用して輝度を向上させる。また、前記表示パネル１０６１の上には保護シートが配置されるが、これについては限定しない。
【０２６３】
ここで、前記発光モジュール１０３１の光の経路上には光学部材として、前記導光板１０４１及び光学シート１０５１を含むことができるが、これについては限定しない。
【０２６４】
図２９は、実施例に係る表示装置の他の例を示した図である。
【０２６５】
図２９を参照すると、表示装置１１００は、ボトムカバー１１５２、上記に開示された発光素子パッケージ２００がアレイされた基板１０２０、光学部材１１５４、及び表示パネル１１５５を含む。前記基板１０２０と前記発光素子パッケージ２００は、発光モジュール１０６０と定義することができる。前記ボトムカバー１１５２には収納部１１５３を備えることができるが、これについては限定しない。
【０２６６】
ここで、前記光学部材１１５４はレンズ、導光板、拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、及び輝度強化シートなどから少なくとも１つを含むことができる。前記導光板はＰＣ材質またはＰＭＭＡ（Poly methyl methacrylate）材質からなることができ、このような導光板は除去可能である。前記拡散シートは入射する光を拡散させ、前記水平及び垂直プリズムシートは入射する光を表示領域に集光させ、前記輝度強化シートは損失する光を再使用して輝度を向上させる。
【０２６７】
前記光学部材１１５４は前記発光モジュール１０６０の上に配置され、前記発光モジュール１０６０から放出された光を面光源するか、拡散、集光などを行うことになる。
【０２６８】
図３０は、実施例に係る照明装置を示した図である。
【０２６９】
図３０を参照すると、実施例に係る照明装置はカバー２１００、光源モジュール２２００、放熱体２４００、電源提供部２６００、内部ケース２７００、ソケット２８００を含むことができる。また、実施例に係る照明装置は部材２３００とホルダ２５００のうちいずれか１つ以上を更に含むことができる。前記光源モジュール２２００は、実施例に係る発光素子パッケージを含むことができる。
【０２７０】
例えば、前記カバー２１００は、バルブ（bulb）または半球の形状を有し、中空のものであって、一部分が開口された形状で提供される。前記カバー２１００は、前記光源モジュール２２００と光学的に結合できる。例えば、前記カバー２１００は前記光源モジュール２２００から提供される光を拡散、散乱、または励起させることができる。前記カバー２１００は一種の光学部材であってもよい。前記カバー２１００は前記放熱体２４００と結合できる。前記カバー２１００は前記放熱体２４００と結合する結合部を有することができる。
【０２７１】
前記カバー２１００の内面には乳白色塗料がコーティングされる。乳白色の塗料は光を拡散させる拡散材を含むことができる。前記カバー２１００の内面の表面粗度は前記カバー２１００の外面の表面粗度より大きく形成できる。これは、前記光源モジュール２２００からの光が十分に散乱及び拡散して外部に放出させるためである。
【０２７２】
前記カバー２１００の材質はガラス（glass）、プラスチック、ポリプロピレン（PP）、ポリエチレン（PE）、ポリカーボネート（PC）などであってもよい。ここで、ポリカーボネートは耐光性、耐熱性、強度に優れる。前記カバー２１００は外部から前記光源モジュール２２００が見えるように透明であるか、または不透明である。前記カバー２１００はブロー（blow）成形によって形成できる。
【０２７３】
前記光源モジュール２２００は、前記放熱体２４００の一面に配置される。したがって、前記光源モジュール２２００からの熱は前記放熱体２４００に伝導される。前記光源モジュール２２００は、光源部２２１０、連結プレート２２３０、及びコネクタ２２５０を含むことができる。
【０２７４】
前記部材２３００は前記放熱体２４００の上面の上に配置され、複数の光源部２２１０とコネクタ２２５０が挿入されるガイド溝２３１０を有する。前記ガイド溝２３１０は、前記光源部２２１０の基板及びコネクタ２２５０と対応する。
【０２７５】
前記部材２３００の表面は光反射物質で塗布またはコーティングされたものであってもよい。例えば、前記部材２３００の表面は白色の塗料で塗布またはコーティングされたものであってもよい。このような前記部材２３００は、前記カバー２１００の内面に反射されて前記光源モジュール２２００側方向に戻る光を再び前記カバー２１００方向に反射する。したがって、実施例に係る照明装置の光効率を向上させることができる。
【０２７６】
前記部材２３００は、例えば絶縁物質からなることができる。前記光源モジュール２２００の連結プレート２２３０は、電気伝導性の物質を含むことができる。したがって、前記放熱体２４００と前記連結プレート２２３０との間に電気的な接触がなされることができる。前記部材２３００は絶縁物質で構成されて前記連結プレート２２３０と前記放熱体２４００との電気的短絡を遮断することができる。前記放熱体２４００は、前記光源モジュール２２００からの熱と前記電源提供部２６００からの熱の伝達を受けて放熱する。
【０２７７】
前記ホルダ２５００は、内部ケース２７００の絶縁部２７１０の収納溝２７１９を塞ぐ。したがって、前記内部ケース２７００の前記絶縁部２７１０に収納される前記電源提供部２６００は密閉される。前記ホルダ２５００はガイド突出部２５１０を有する。前記ガイド突出部２５１０は、前記電源提供部２６００の突出部２６１０が貫通するホールを有する。
【０２７８】
前記電源提供部２６００は、外部から提供された電気的信号を処理または変換して前記光源モジュール２２００に提供する。前記電源提供部２６００は、前記内部ケース２７００の収納溝２７１９に収納され、前記ホルダ２５００によって前記内部ケース２７００の内部に密閉される。
【０２７９】
前記電源提供部２６００は、突出部２６１０、ガイド部２６３０、ベース２６５０、及び延長部２６７０を含むことができる。
【０２８０】
前記ガイド部２６３０は、前記ベース２６５０の一側から外部に突出した形状を有する。前記ガイド部２６３０は、前記ホルダ２５００に挿入される。前記ベース２６５０の一面の上に多数の部品が配置される。多数の部品は、例えば外部電源から提供される交流電源を直流電源に変換する直流変換装置、前記光源モジュール２２００の駆動を制御する駆動チップ、前記光源モジュール２２００を保護するためのＥＳＤ（Electrostatic discharge）保護素子などを含むことができるが、これについては限定しない。
【０２８１】
前記延長部２６７０は、前記ベース２６５０の他の一側から外部に突出した形状を有する。前記延長部２６７０は、前記内部ケース２７００の連結部２７５０の内部に挿入され、外部からの電気的信号の提供を受ける。
【０２８２】
例えば、前記延長部２６７０は前記内部ケース２７００の連結部２７５０の幅と等しいか小さく提供される。前記延長部２６７０には、“＋電線”と“−電線”の各一端が電気的に連結され、“＋電線”と“−電線”の他の一端はソケット２８００に電気的に連結される。
【０２８３】
前記内部ケース２７００は、内部に前記電源提供部２６００と共にモールディング部を含むことができる。モールディング部はモールディング液体が固まった部分として、前記電源提供部２６００が前記内部ケース２７００の内部に固定されるようにする。
【０２８４】
以上、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１つの実施例に含まれ、必ず１つの実施例のみに限定されるものではない。延いては、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは、実施例が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【０２８５】
また、以上で実施例をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上に例示していない多様な変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、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。そして、このような変形及び応用にかかわる差異点は、添付された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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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