(57)【要約】      （修正有）【課題】発光素子のチャネルレイヤを容易に形成し、発光素子の安全性を向上させる。【解決手段】第１導電型半導体層１２２、活性層及び第２導電型半導体層１２６を含む発光構造物１２０と、前記第１導電型半導体層上の第１電極１９０と、前記第２導電型半導体層上の反射電極１５０と、前記発光構造物の下部領域に形成され、前記反射電極を取り囲むチャネルレイヤ１６０と、接合層を通じて前記チャネルレイヤと結合する支持基板１８０と、を含む発光素子を提供する。【選択図】図８
2012028779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含む発光構造物と、
前記第１導電型半導体層上の第１電極と、
前記第２導電型半導体層上の反射電極と、
前記発光構造物の下部領域に形成され、前記反射電極を取り囲むチャネルレイヤ（channel layer）と、
接合層を通じて前記チャネルレイヤと結合する支持基板と、を含む発光素子。
【請求項２】
前記チャネルレイヤは、金属からなる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記チャネルレイヤは、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ及びＷで構成される群から選択される物質からなる、請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第２導電型半導体層上の一部の領域に形成されたＣＢＬ（current blocking layer）をさらに含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記ＣＢＬと、前記第２導電型半導体層上に形成されたオーミック層をさらに含む、請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記オーミック層は、前記ＣＢＬを取り囲んで形成される、請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記反射電極は、前記オーミック層を取り囲んで形成される、請求項５に記載の発光素子。
【請求項８】
前記オーミック層は、ＩＴＯ、ＡＺＯ、ＩＺＯ、Ｎｉ、Ｐｔ及びＡｇからなるグループから選択された物質からなる、請求項５に記載の発光素子。
【請求項９】
前記オーミック層は、少なくとも２つに分かれて具備され、前記反射電極は、前記それぞれのオーミック層上に具備された、請求項５乃至８のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１０】
前記支持基板は、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｗ、Ｃｕ及びＡｌからなるグループから選択された物質からなる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記第１電極は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ及びＷからなるグループから選択された物質からなる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記接合層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ａｕ及びＡｌからなるグループから選択された物質を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記チャネルレイヤは、前記反射電極を取り囲む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記発光構造物の側面を取り囲むパッシベーション層をさらに含み、前記チャネルレイヤは、前記パッシベーション層と前記反射電極を分離するようにして配置される、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１５】
前記パッシベーション層は、前記発光構造物の周囲において前記チャネルレイヤと接触する、請求項１４に記載の発光素子。
【請求項１６】
前記チャネルレイヤは、前記発光構造物と少なくとも一部の領域において接触する、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１７】
キャビティが形成されたボディーと、
前記ボディーに配置され、互いに電気的に分離された第１リードフレーム及び第２リードフレームと、
前記キャビティ内に配置され、前記第１リードフレーム及び第２リードフレームに電気的に連結される請求項１乃至１６のうちいずれか１項の発光素子と、を含む発光素子パッケージ。
【請求項１８】
キャビティが形成されたボディーと、前記ボディーに配置され、互いに電気的に分離された第１リードフレーム及び第２リードフレームと、前記キャビティ内に配置され、前記第１リードフレーム及び第２リードフレームに電気的に連結される請求項１乃至１６のうちいずれか１項の発光素子とを含む発光素子パッケージと、
前記発光素子パッケージに電気的に連結された回路基板と、
前記発光素子パッケージ及び回路基板を支持する基板と、
前記発光素子パッケージから放出される光を伝達する光学部材と、を含む照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施例は、発光素子と、これを含む発光素子パッケージ及び照明システム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】
実施例は、発光素子のチャネルレイヤを容易に形成し、発光素子の安全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】
実施例は、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含む発光構造物と、前記第１導電型半導体層上の第１電極と、前記第２導電型半導体層上の反射電極と、前記発光構造物の下部領域に形成されたチャネルレイヤ（ｃｈａｎｎｅｌ  ｌａｙｅｒ）と、接合層を通じて前記チャネルレイヤと結合する支持基板と、を含む発光素子を提供する。
【０００６】
チャネルレイヤは、金属からなり、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ及びＷで構成される群から選択される物質からなることができる。
【０００７】
発光素子は、第２導電型半導体層上の一部の領域に形成されたＣＢＬ（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）をさらに含むことができる。
【０００８】
発光素子は、ＣＢＬと、前記第２導電型半導体層上に形成されたオーミック層をさらに含むことができる。
【０００９】
オーミック層は、前記ＣＢＬを取り囲んで形成されることができる。
【００１０】
反射電極は、前記オーミック層を取り囲んで形成されることができる。
【００１１】
オーミック層は、ＩＴＯ、ＡＺＯ、ＩＺＯ、Ｎｉ、Ｐｔ及びＡｇからなるグループから選択された物質からなることができる。
【００１２】
オーミック層は、少なくとも２つに分かれて具備され、前記反射電極は、前記それぞれのオーミック層上に具備されることができる。
【００１３】
支持基板は、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｗ、Ｃｕ及びＡｌからなるグループから選択された物質からなることができる。
【００１４】
第１電極は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ及びＷからなるグループから選択された物質からなることができる。
【００１５】
前記接合層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ａｕ及びＡｌからなるグループから選択された物質を含むことができる。
【００１６】
チャネルレイヤは、前記反射電極を取り囲むことができる。
【００１７】
発光構造物の側面を取り囲むパッシベーション層（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）をさらに含み、前記チャネルレイヤは、前記パッシベーション層と前記反射電極を分離するようにして配置されることができる。
【００１８】
パッシベーション層は、前記発光構造物の周囲において前記チャネルレイヤと接触することができる。
【００１９】
チャネルレイヤは、前記発光構造物と少なくとも一部の領域において接触することができる。
【００２０】
他の実施例は、キャビティが形成されたボディーと、前記ボディーに配置され、互いに電気的に分離された第１リードフレーム及び第２リードフレームと、前記キャビティ内に配置され、前記第１リードフレーム及び第２リードフレームに電気的に連結される前記の発光素子と、を含む発光素子パッケージを提供する。
【００２１】
また他の実施例は、キャビティが形成されたボディーと、前記ボディーに配置され、互いに電気的に分離された第１リードフレーム及び第２リードフレームと、前記キャビティ内に配置され、前記第１リードフレーム及び第２リードフレームに電気的に連結される前記の発光素子とを含む発光素子パッケージと、前記発光素子パッケージに電気的に連結された回路基板と、前記発光素子パッケージ及び回路基板を支持する基板と、前記発光素子パッケージから放出される光を伝達する光学部材と、を含む照明システムを提供する。
【発明の効果】
【００２２】
上述した実施例による発光素子と、これを含む発光素子パッケージ及び照明システムは、チャネルレイヤが発光素子の全面積に形成されるので、別途のパターニングを必要とせず、電極と接合層との接合力が改善されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】発光素子の一実施例の製造工程を示す図である。
【図２】発光素子の一実施例の製造工程を示す図である。
【図３】発光素子の一実施例の製造工程を示す図である。
【図４】発光素子の一実施例の製造工程を示す図である。
【図５】発光素子の一実施例の製造工程を示す図である。
【図６】発光素子の一実施例の製造工程を示す図である。
【図７】発光素子の一実施例の製造工程を示す図である。
【図８】発光素子の一実施例の製造工程を示す図である。
【図９】発光素子の他の実施例の構造を示す図である。
【図１０】発光素子の他の実施例の構造を示す図である。
【図１１】発光素子の他の実施例の構造を示す図である。
【図１２】発光素子が配置された発光素子パッケージの一実施例を示す図である。
【図１３】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１４】発光素子パッケージを含む表示装置の一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、上記の目的を具体的に実現できる本発明の好ましい実施例を、添付の図面を参照して説明する。
【００２５】
本発明による実施例の説明において、各構成要素の“上または下（ｏｎ  ｏｒ  ｕｎｄｅｒ）”に形成されると記載される場合において、上または下は、二つの構成要素が互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触したり、一つ以上の他の構成要素が前記二つの構成要素の間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されることを全て含む。また、“上または下”と表現される場合、一つの構成要素を基準にして上側方向のみならず、下側方向の意味も含むことができる。
【００２６】
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。
【００２７】
図１乃至図８は、発光素子の一実施例の製造工程を示す図である。以下で、図１乃至図８を参照して発光素子の一実施例の製造方法を説明する。
【００２８】
まず、図１に示すように、基板１００上にバッファ層（図示せず）及び第１導電型半導体層１２２、活性層１２４及び第２導電型半導体層１２６を含む発光構造物１２０を成長させる。
【００２９】
前記発光構造物１２０は、例えば、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ；Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、化学蒸着法（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ；Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、分子線成長法（ＭＢＥ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、水素化物気相成長法（ＨＶＰＥ；Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）などの方法を用いて形成されることができ、これに限定されるものではない。
【００３０】
前記基板１００は、伝導性基板または絶縁性基板を含み、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ、そしてＧａ２Ｏ３のうち少なくとも一つを使用することができる。前記基板１００上には凹凸構造が形成されることができるが、これに限定されない。前記基板１００に対して湿式洗浄を行い、表面の不純物を除去することができる。
【００３１】
前記発光構造物１２０と基板１００との間には、バッファ層（図示せず）を成長させることができ、これは、材料の格子不整合及び熱膨張係数の差を減らすためである。前記バッファ層の材料は、３族-５族化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのうち少なくとも一つで形成されることができる。前記バッファ層上には、非ドープ（ｕｎｄｏｐｅｄ）の半導体層が形成されることができるが、これに限定されない。
【００３２】
前記第１導電型半導体層１２２は、第１導電型ドーパントがドーピングされた３族-５族化合物半導体で具現されることができ、前記第１導電型半導体層１２２がＮ型半導体層である場合、前記第１導電型ドーパントはＮ型ドーパントであって、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含むことができるが、これに限定されない。
【００３３】
前記第１導電型半導体層１２２は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質を含むことができる。前記第１導電型半導体層１２２は、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＰのうち、いずれか一つ以上で形成されることができる。
【００３４】
前記活性層１２４は、第１導電型半導体層１２２を通じて注入される電子と、以後形成される第２導電型半導体層１２６を通じて注入される正孔とが、互いに結合し活性層（発光層）物質固有のエネルギーバンドによって決定されるエネルギーを有する光を放出する層である。
【００３５】
前記活性層１２４は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ)、量子細線（Ｑｕａｎｔｕｍ-Ｗｉｒｅ）構造、または量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ)構造のうち少なくとも一つで形成されることができる。例えば、前記活性層１２４は、トリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びトリメチルインジウムガス（ＴＭＩｎ）が注入されて、多重量子井戸構造が形成されることができるが、これに限定されない。
【００３６】
前記活性層１２４の井戸層／障壁層は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ(ＩｎＧａＡｓ)／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ(ＩｎＧａＰ)/ＡｌＧａＰのうち、いずれか一つ以上のペア構造で形成されることができるが、これに限定されない。前記井戸層は、前記障壁層のバンドギャップよりも低いバンドギャップを有する物質によって形成されることができる。
【００３７】
前記活性層１２４の上または／及び下には、導電型クラッド層（図示せず）が形成されることができる。前記導電型クラッド層は、ＡｌＧａＮ系半導体で形成されることができ、前記活性層１２４のバンドギャップよりは高いバンドギャップを有することができる。
【００３８】
前記第２導電型半導体層１２６は、第２導電型ドーパントがドーピングされた３族-５族化合物半導体、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質を含むことができる。前記第２導電型半導体層１２４がＰ型半導体層である場合、前記第２導電型ドーパントはＰ型ドーパントであって、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含むことができる。
【００３９】
そして、図２に示すように、発光構造物１２０上にオーミック層１４０と反射電極１５０を形成することができる。発光構造物１２０、特に前記第２導電型半導体層１２６は、不純物のドーピング濃度が低いので接触抵抗が高く、それによってメタルとのオーミック特性が良くないことがある。したがって、このようなオーミック特性を改善するために、オーミック層１４０をスパッタリング法や電子ビーム蒸着法によって形成することができる。オーミック層１４０は、発光構造物１２０と反射電極１５０との間に形成されるので、オーミック層１４０として透明電極などを形成することができる。
【００４０】
前記オーミック層１４０は、約２００Åの厚さであると良い。前記オーミック層１４０は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ)、ＩＡＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮ（ＩＺＯ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ-Ｇａ  ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ-Ｇａ  ＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆのうち少なくとも一つを含んで形成されることができ、これらの材料に限定されない。
【００４１】
反射電極１５０は、約２５００Åの厚さで形成することができる。反射電極１５０は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、或いは、Ａｌ、Ａｇ、ＰｔまたはＲｈを含む合金を、含む金属層からなることができる。アルミニウムや銀などは、前記活性層１２４から発生された光を効果的に反射して、発光素子の光抽出効率を大きく改善することができる。
【００４２】
そして、図３に示すように、反射電極１５０と、露出された発光構造物１２０の表面上に、チャネルレイヤ１６０を形成することができる。前記チャネルレイヤ１６０は、前記反射電極１５０を取り囲んで形成されることができる。前記チャネルレイヤ１６０は、金属からなることができ、具体的にＴｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ及びＷで構成される群から選択される物質からなることができる。そして、合金としては、チタンとニッケルの合金、または、チタンと白金の合金を使用することができる。前記チャネルレイヤ１６０は、発光素子の全領域、すなわち、オーミック層１４０と反射電極１５０が形成された領域だけでなく、発光構造物１２０が露出されたチャネル領域も覆うようにして形成されることができる。前記チャネルレイヤ１６０は、上述の材料をスパッタリング法または電子ビーム蒸着法によって形成することができる。
【００４３】
そして、図４に示すように、前記チャネルレイヤ１６０上に接合層１７０と導電性支持基板１８０を形成することができる。前記導電性支持基板１８０を形成させる方法は、電気化学的な金属蒸着方法や共晶（Ｅｕｔｅｃｔｉｃ）金属を用いたボンディング方法などを使用したり、別途の接合層１７０を形成することができる。
【００４４】
導電性支持基板１８０は、第２の電極の役割を果たすことができるので、優れた電気伝導度を有する金属を使用することができ、発光素子の作動時に発生する熱を十分に発散させるために、熱伝導度の高い金属を使用することができる。
【００４５】
前記導電性支持基板１８０は、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）で構成される群から選択される物質、又はこれらの合金からなることができ、また、金（Ａｕ）、銅合金（Ｃｕ  Ａｌｌｏｙ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅-タングステン（Ｃｕ-Ｗ）、キャリアウエハ（例：ＧａＮ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、Ｇａ２Ｏ３等）などを選択的に含むことができる。
【００４６】
また、前記導電性支持基板１８０は、窒化物半導体を含む発光構造物に反りをもたらすことなく、スクライビング（ｓｃｒｉｂｉｎｇ）工程及びブレイキング（ｂｒｅａｋｉｎｇ）工程を通じて別個のチップによく分離できる程度の機械的強度を有することができる。
【００４７】
接合層１７０は、前記チャネルレイヤ１６０と前記導電性支持基板１８０を結合することができる。前記接合層１７０は、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）及び銅（Ｃｕ）で構成される群から選択される物質、又はこれらの合金によって形成することができる。
【００４８】
そして、図５に示すように、前記基板１００を分離する。前記基板１００の除去は、エキシマレーザーなどを用いたレーザーリフトオフ（Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｆｔ  Ｏｆｆ：ＬＬＯ）の方法によって、または、乾式及び湿式エッチングの方法によって行うことができる。
【００４９】
レーザーリフトオフ法を例に挙げると、前記基板１００の方向に一定領域の波長を有するエキシマレーザー光をフォーカシング（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）して照射すると、前記基板１００と発光構造物１２０との境界面に熱エネルギーが集中して、境界面がガリウムと窒素分子に分離されながら、レーザー光が通過する部分において瞬間的に基板１００の分離が発生する。
【００５０】
そして、図６に示すように、発光構造物１２０をそれぞれの発光素子の単位にダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）する。このとき、それぞれの素子において発光構造物１２０の幅がチャネルレイヤ１６０などの幅よりも狭くなるように、発光構造物１２０の一部をエッチングして除去することができる。
【００５１】
図６で、チャネルレイヤ１６０は、導電性支持基板１８０の全体と接合されており、発光構造物１２０は、チャネルレイヤ１６０の一部の上に配置されており、発光構造物１２０の幅は、オーミック層１４０及び反射電極１５０の幅よりも広い。
【００５２】
そして、図７に示すように、発光構造物１２０の表面、すなわち、第１導電型半導体層１２２の露出された表面をエッチングする。このとき、発光構造物１２０の表面にマスク（図示せず）を覆って選択的にエッチングを進めることができ、乾式エッチング、またはエッチング液を用いて湿式エッチングを進めることもできる。
【００５３】
エッチング工程が終了した発光構造物１２０の表面に、図示のように、選択的な凹凸形状が形成されている。選択的なエッチング工程が終了した後に、発光構造物１２０の表面の一部はフラット（ｆｌａｔ）な状態であって良い。
【００５４】
第１導電型半導体層１２２上には第１電極１９０が形成されることができる。前記第１電極１９０は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）のうち少なくとも一つを含み、単層または多層構造で形成されることができる。
【００５５】
そして、図８に示すように、前記発光構造物１２０の側面には、パッシベーション層１９５が形成されることができる。
【００５６】
前記パッシベーション層１９５は絶縁物質からなることができ、前記絶縁物質は非伝導性である酸化物や窒化物からなることができる。一例として、前記パッシベーション層１９５は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）層、酸化窒化物層、酸化アルミニウム層からなることができる。
【００５７】
本実施例において、前記第１導電型半導体層１２２はＰ型半導体層として、前記第２導電型半導体層１２６はＮ型半導体層として具現することができる。また、前記第２導電型半導体層１２６上には、前記第２導電型と極性が異なる半導体、例えば、前記第２導電型半導体層がＰ型半導体層である場合、Ｎ型半導体層（図示せず）を形成することができる。これによって、発光構造物は、Ｎ-Ｐ接合構造、Ｐ-Ｎ接合構造、Ｎ-Ｐ-Ｎ接合構造、Ｐ-Ｎ-Ｐ接合構造のうちいずれか一つの構造として具現することができる。
【００５８】
図９乃至図１１は、発光素子の他の実施例を示す図である。
【００５９】
図９に示した実施例は、発光構造物１２０と反射電極１５０との間に絶縁性物質でＣＢＬ１３０が形成されている。ＣＢＬ１３０は、電流が発光構造物１２０の特定の領域、すなわち、中央領域に集中しないようにして、活性層１２４の全領域において均一に光が放出され得るようにすることができる。ＣＢＬ１３０は、発光素子の中央領域に配置されることができ、第１電極１９０に対応して配置されることができる。
【００６０】
そして、オーミック層１４０がＣＢＬ１３０を取り囲んで配置され、反射電極１５０はオーミック層１４０を取り囲んで配置されている。
【００６１】
図１０に示した実施例は、発光構造物１２０、特に第１導電型半導体層１２２上に凹凸形状の窒化物半導体層１９５が形成されている。前記凹凸形状の窒化物半導体層１９５は、ＭＯＣＶＤ法などで成長させられることができ、３次元成長の促進条件を異にして凹凸形状で成長させられることができる。
【００６２】
すなわち、第１導電型半導体層１２２の成長速度を部分的に増加／減少させたり、成長温度を部分的に増加／減少させたり、マグネシウム窒化物（ＭｇＮｘ）またはシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）を表面処理して、凹凸形状を作ることができる。また、第１導電型半導体層１２２をより厚く形成した後、湿式エッチング法などによってエッチングして、凹凸構造を形成することもできる。
【００６３】
本実施例では、発光素子の表面にピラミッド形状の凹凸が形成されて、活性層１２４から発生した光が素子の表面に到達するとき、素子の内部へ全反射されて消耗される光を減少させて、発光素子の光抽出効率を向上させることができる。
【００６４】
図１１は、発光素子のまた他の実施例を示す図である。
【００６５】
本実施例では、オーミック層１４０が２つに分離されて配置され、また前記反射電極１５０も、それぞれのオーミック層１４０上に形成されるので、互いに分離されて形成される。すなわち、一つの発光構造物１２０に対応して、オーミック層１４０が分離されて形成された構造である。前記チャネルレイヤ１６０は、電流阻止層（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）として働くことができる。
【００６６】
この時、オーミック層１４０の形成は、ＩＴＯ、ＡＺＯ、ＩＺＯ、Ｎｉ、Ｐｔ及びＡｇからなるグループから選択された物質を蒸着したあとにパターニングしたり、または、マスクを覆って選択的に蒸着することもできる。
【００６７】
上述した実施例による発光素子は、チャネル領域だけでなく発光素子の全領域において、酸化物または金属（Ｏｘｉｄｅ  ｏｒ  Ｍｅｔａｌ）でチャネルレイヤを形成するので、別途にチャネルレイヤをパターニングしなくても良い。
【００６８】
図１２は、発光素子を含む発光素子パッケージの一実施例を示す図である。
【００６９】
実施例による発光素子パッケージ２００は、キャビティが形成されたボディー２１０と、前記ボディー２１０に設置された第１リードフレーム２２１（Ｌｅａｄ  Ｆｒａｍｅ）及び第２リードフレーム２２２と、前記ボディー２１０に設置されて、前記第１リードフレーム２２１及び第２リードフレーム２２２と電気的に連結される上述した実施例による発光素子１００と、前記キャビティが形成されたモールディング部２４０と、を含む。
【００７０】
前記ボディー２１０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る。前記ボディー２１０が金属材質など導電性物質からなると、図示されていないが、前記ボディー２１０の表面に絶縁層がコーティングされて、前記第１、２リードフレーム２２１、２２２間の電気的短絡を防止することができる。
【００７１】
前記第１リードフレーム２２１及び第２リードフレーム２２２は互いに電気的に分離され、前記発光素子１００に電流を供給する。また、前記第１リードフレーム２２１及び第２リードフレーム２２２は、前記発光素子１００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１００から発生された熱を外部に排出させることもできる。
【００７２】
前記発光素子１００は、前記ボディー２１０上に設置されたり、前記第１リードフレーム２２１または第２リードフレーム２２２上に設置されることができる。本実施例では、第１リードフレーム２２１と発光素子１００が直接通電され、第２リードフレーム２２２と前記発光素子１００は、ワイヤー２３０を通じて連結されている。発光素子１００は、ワイヤーボンディング方式の他に、フリップチップ方式またはダイボンディング方式などによってリードフレーム２２１、２２２と連結されることができる。
【００７３】
前記モールディング部２４０は前記発光素子１００を包囲して保護することができる。また、前記モールディング部２４０上には蛍光体２５０が含まれて、前記発光素子１００から放出される光の波長を変化させることができる。
【００７４】
前記発光素子１００から放出された第１波長領域の光が、前記蛍光体２５０によって励起されて第２波長領域の光に変換され、前記第２波長領域の光はレンズ（図示せず）を通過しながら光経路が変更されることができる。
【００７５】
実施例による発光素子パッケージは、複数個が基板上にアレイされ、前記発光素子パッケージの光経路上に光学部材である導光板、プリズムシート、拡散シートなどが配置されることができる。このような発光素子パッケージ、基板、光学部材は、ライトユニットとして機能することができる。また他の実施例は、上述した各実施例に記載された半導体発光素子または発光素子パッケージを含む表示装置、指示装置、照明システムとして具現されることができ、例えば、照明システムはランプ及び街灯を含むことができる。
【００７６】
以下では、上述した発光素子パッケージが配置された照明システムの一実施例として、照明装置とバックライトユニットを説明する。
【００７７】
図１３は、発光素子パッケージが配置された照明装置の一実施例を示す図である。
【００７８】
実施例による照明装置は、光を投射する光源６００と、前記光源６００が内蔵されるハウジング４００と、前記光源６００の熱を放出する放熱部５００と、前記光源６００と放熱部５００を前記ハウジング４００に結合するホルダー７００と、を含んでなる。
【００７９】
前記ハウジング４００は、電気ソケット（図示せず）に結合されるソケット結合部４１０と、前記ソケット結合部４１０と連結され、光源６００が内蔵されるボディー部４２０とを含む。ボディー部４２０には一つの空気流動口４３０が貫通して形成されることができる。
【００８０】
前記ハウジング４００のボディー部４２０上に複数個の空気流動口４３０が具備されており、前記空気流動口４３０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。
【００８１】
前記光源６００は、回路基板６１０上に複数個の上述した発光素子パッケージ６５０が具備される。ここで、前記回路基板６１０は、前記ハウジング４００の開口部に挿入可能な形状であると良く、後述のように、放熱部５００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。
【００８２】
前記光源６００の下部にはホルダー７００が具備され、前記ホルダー７００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６００の下部には光学部材が具備されて、前記光源６００の発光素子パッケージ６５０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。
【００８３】
図１４は、発光素子パッケージが配置された表示装置の一実施例を示す図である。
【００８４】
図示のように、本実施例による表示装置８００は、光源モジュール８３０，８３５と、ボトムカバー８１０上の反射板８２０と、前記反射板８２０の前方に配置され、前記光源モジュールから放出される光を表示装置の前方にガイドする導光板８４０と、前記導光板８４０の前方に配置される第１プリズムシート８５０及び第２プリズムシート８６０と、前記第２プリズムシート８６０の前方に配置されるパネル８７０と、前記パネル８７０の前方に配置されるカラーフィルタ８８０と、を含んでなる。
【００８５】
光源モジュールは、回路基板８３０上の上述した発光素子パッケージ８３５を含んでなる。ここで、回路基板８３０はＰＣＢなどが使用されることができ、発光素子パッケージ８３５は、図１３で説明した通りである。
【００８６】
前記ボトムカバー８１０は、表示装置８００内の各構成要素を収納することができる。前記反射板８２０は、本図面のように、別途の構成要素として設けられることもでき、前記導光板８４０の後面や、前記ボトムカバー８１０の前面に反射率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できる。
【００８７】
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。
【００８８】
導光板８４０は、発光素子パッケージモジュールから放出される光を散乱させて、その光が液晶表示装置の画面の全領域にわたって均一に分布されるようにする。したがって、導光板８４０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。そして、導光板が省略されて、反射板８２０上の空間で光が伝達されるエアガイド方式も可能である。
【００８９】
前記第１プリズムシート８５０は、支持フィルムの一面に、投光性で且つ弾性を有する重合体材料によって形成され、前記重合体は、複数個の立体構造が反復的に形成されたプリズム層を有することができる。ここで、前記複数個のパターンは、図示のように山と谷が反復的にストライプ状で具備されることができる。
【００９０】
前記第２プリズムシート８６０において、支持フィルムの一面の山及び谷の方向は、前記第１プリズムシート８５０内の支持フィルムの一面の山及び谷の方向と垂直であると良い。これは、光源モジュールと反射板から伝達された光を、前記パネル８７０の全方向に均一に分散させるためである。
【００９１】
本実施例で、前記第１プリズムシート８５０と第２プリズムシート８６０とが光学シートをなし、前記光学シートは、他の組合せ、例えば、マイクロレンズアレイからなったり、または、拡散シートとマイクロレンズアレイとの組合せ、または、一つのプリズムシートとマイクロレンズアレイとの組合せなど、からなることができる。
【００９２】
前記パネル８７０は、液晶表示パネル（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）が配置されることができ、液晶表示パネルの他に、光源を必要とする他の種類のディスプレイ装置が具備されることができる。
【００９３】
前記パネル８７０は、ガラスボディーの間に液晶が位置し、光の偏光性を用いるために偏光板を両ガラスボディーに載せた状態となっている。ここで、液晶は、液体と固体の中間的な特性を持ち、液体のように流動性を有する有機分子である液晶が結晶のように規則的に配列された状態を有するものであって、前記分子配列が外部電界によって変化される性質を用いて画像を表示する。
【００９４】
表示装置に使用される液晶表示パネルは、アクティブマトリックス（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ）方式であって、各画素に供給される電圧を調節するスイッチとしてトランジスタを使用する。
【００９５】
前記パネル８７０の前面にはカラーフィルタ８８０が具備されて、前記パネル８７０から投射された光を、各画素ごとに赤色、緑色及び青色の光のみを透過するので、画像を表現することができる。
【００９６】
以上のように、実施例は、たとえ限定された実施例と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、これらの記載から多様な修正および変形が可能である。
【００９７】
したがって、本発明の範囲は、説明された実施例に限定されて決められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものなどによって定められなければならない。
【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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