KR20160093789A - Semiconductor light emitting diode - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a semiconductor light emitting device and, more specifically, to a semiconductor light emitting device including a via hole structure for improving current dispersion. The semiconductor light emitting device includes a light emitting structure in which a conductive substrate, a second conductive semiconductor layer, an active layer, and a first conductive semiconductor layer are stacked. A diffusion metallic layer and an insulation layer are formed between the conductive substrate and the second conductive semiconductor layer, and a reflective electrode is formed in the lower portion of the second conductive semiconductor layer.

Description

반도체 발광소자{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DIODE}Technical Field [0001] The present invention relates to a semiconductor light emitting device,

본 발명은 반도체 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전류 분산을 향상시키기 위한 비아 홀 구조를 포함하는 반도체 발광소자에 관한 것이다.
The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly, to a semiconductor light emitting device including a via hole structure for improving current dispersion.

일반적으로 반도체 발광소자는 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층이 게재된 형태의 발광 구조체와 제1 도전형 반도체층에 전자를 주입하는 제1 전극과 제2 도전형 반도체층에 정공을 주입하는 제2 전극을 포함한다. Generally, a semiconductor light emitting device includes a light emitting structure in which an active layer is disposed between a first conductivity type semiconductor layer and a second conductivity type semiconductor layer, a first electrode for injecting electrons into the first conductivity type semiconductor layer, And a second electrode for injecting holes into the layer.

제1 도전형 반도체층을 통하여 공급되는 전자(electron)와 제2 도전형 반도체층에서 주입되는 정공(hole)이 활성층에서 재결합(recombination)하면서 광이 발생한다. Electrons supplied through the first conductive type semiconductor layer and holes injected from the second conductive type semiconductor layer are recombined in the active layer to generate light.

현재 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결되는 제1 전극이 도전성 기판의 형태로 형성된 반도체 발광소자가 등장하였다. A semiconductor light emitting device in which a first electrode electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer is formed in the form of a conductive substrate has emerged.

다만, 상기와 같은 구조를 가지는 반도체 발광소자의 경우, 제1 전극 주위로 전류가 집중되는 문제가 제기되고 있다.However, in the case of the semiconductor light emitting device having the above-described structure, there is a problem that current is concentrated around the first electrode.

아울러, 고출력화를 실현하기 위해서 각 전극의 형성이나 배치에 대해 다양한 연구가 진행되고 있다. In addition, in order to realize high output, various studies have been conducted on formation and arrangement of electrodes.

최근에는 제1 전극을 비아 홀을 이용하여 제1 도전형 반도체에 전기적으로 연결하는 구조가 등장하였다.Recently, a structure has been developed in which the first electrode is electrically connected to the first conductivity type semiconductor using a via hole.

다만, 동일한 면에 제1 전극과 제2 전극을 형성할 경우, 발광 영역 중 일부를 제거하여 전극을 형성하여야 하기 때문에 발광 면적이 감소하고 이에 따라 발광 효율도 저하되는 문제가 발생하였다.However, when the first electrode and the second electrode are formed on the same surface, a part of the light emitting region must be removed to form an electrode, which results in a decrease in the light emitting area and a decrease in luminous efficiency.

따라서, 상기와 같은 제한 사항을 해소하기 위한 새로운 구조를 가지는 반도체 발광소자의 개발이 필요한 실정이다.
Therefore, it is necessary to develop a semiconductor light emitting device having a new structure for solving the above-mentioned limitations.

본 발명의 제1 목적은 발광 면적을 최대로 확보함과 동시에 전류 분산을 향상시키기 위한 비아 홀 구조를 제공하는 것이다.A first object of the present invention is to provide a via hole structure for maximizing a light emission area and improving current dispersion.

본 발명의 제2 목적은 상기 비아 홀 구조를 포함하는 반도체 발광소자를 제공하는 것이다.
A second object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device including the via hole structure.

본 발명의 일 측면에 따르면, 도전성 기판, 제2 도전형 반도체층, 활성층 및 제1 도전형 반도체층이 적층된 발광 구조체를 포함하며, 상기 도전성 기판과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 확산 금속층 및 절연층이 형성되며, 상기 제2 도전형 반도체층의 하부에는 반사 전극층이 형성되되, 상기 반사 전극층은 상기 제2 도전형 반도체층과 대면하는 상부면의 면적이 상기 제2 도전형 반도체층의 하부면의 면적보다 좁게 형성되며, 상기 확산 금속층은 상기 절연층, 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 내부까지 연장하는 복수의 비아 홀을 형성하여, 상기 비아 홀을 통해 상기 확산 금속층과 제1 도전형 반도체층을 전기적으로 연결하며, 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)은 상기 제1 도전형 반도체층의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 상기 제1 도전형 반도체층의 외곽 사이의 최단 간격(D3)보다 큰 반도체 발광소자가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting device including a light emitting structure in which a conductive substrate, a second conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a first conductivity type semiconductor layer are stacked, And a reflective electrode layer is formed on a lower portion of the second conductive type semiconductor layer, and the reflective electrode layer has an area of an upper surface facing the second conductive type semiconductor layer, Wherein the diffusion metal layer is formed to be narrower than the area of the lower surface, and the diffusion metal layer penetrates the insulating layer, the second conductivity type semiconductor layer, and the active layer to form a plurality of via holes extending to the inside of the first conductivity type semiconductor layer, And the shortest distance (D2) between any one of the via holes and another via hole adjacent thereto electrically connects the diffusion metal layer and the first conductivity type semiconductor layer through the hole, The semiconductor light emitting device is greater than the shortest distance (D3) between the nearest via hole and the first conductive semiconductor layer on the outer periphery of type semiconductor layer may be provided.

여기서, 상기 D2는 사선 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격일 수 있다.Here, D2 may be a gap between two via holes closest to the oblique direction.

여기서, 상기 D2는 160 ㎛ 이하일 수 있다.Here, D2 may be 160 m or less.

여기서, 상기 D3는 50 ~ 160 ㎛일 수 있다.Here, D3 may be 50-160 [mu] m.

여기서, 상기 반도체 발광소자의 종 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-1)은 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)보다 클 수 있다.Here, the distance D4-1 between two via holes closest to the longitudinal direction of the semiconductor light emitting device may be larger than the shortest distance D2 between any via hole and another via hole adjacent thereto.

여기서, 상기 반도체 발광소자의 횡 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-2)은 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)보다 클 수 있다.The distance D4-2 between the two via-holes closest to the lateral direction of the semiconductor light emitting device may be greater than the shortest distance D2 between any via hole and another via hole adjacent thereto.

여기서, 상기 반도체 발광소자의 종 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-1)과 상기 반도체 발광소자의 횡 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-2)은 서로 동일할 수 있다.Here, the distance D4-1 between the two via holes closest to the longitudinal direction of the semiconductor light emitting device and the distance D4-2 between the two via holes closest to the semiconductor light emitting device in the lateral direction are equal to each other can do.

여기서, 상기 반사 전극층의 측면 및 하부면의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 커버 금속층을 더 포함할 수 있다.The reflective electrode layer may further include a cover metal layer formed to cover at least a part of a side surface and a bottom surface of the reflective electrode layer.

여기서, 상기 커버 금속층은 상기 반사 전극층의 측면 및 하부면을 모두 감싸도록 형성될 수 있다.Here, the cover metal layer may be formed to surround both the side surface and the bottom surface of the reflective electrode layer.

여기서, 상기 발광 구조체의 모서리와 인접한 영역에서 상기 커버 금속층의 상부면 중 일부 영역이 노출되며, 상기 커버 금속층의 노출된 일부 영역 상에 전극 패드가 형성될 수 있다.Here, a part of the upper surface of the cover metal layer is exposed in an area adjacent to an edge of the light emitting structure, and an electrode pad may be formed on a part of the exposed metal of the cover metal layer.

여기서, 상기 전극 패드의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 상기 전극 패드의 외곽 사이의 최단 간격(D1)보다 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)가 클 수 있다.Here, the shortest distance D2 between a via hole that is shorter than the shortest distance D1 between the via hole closest to the outer periphery of the electrode pad and the outer periphery of the electrode pad and another via hole adjacent thereto may be large.

여기서, 상기 반도체 발광소자의 종 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-1)과 상기 반도체 발광소자의 횡 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-2)은 모두 상기 전극 패드의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 상기 전극 패드의 외곽 사이의 최단 간격(D1)보다 클 수 있다.Here, the interval (D4-1) between the two via-holes closest to the longitudinal direction of the semiconductor light emitting device and the interval (D4-2) between the two via holes closest to the semiconductor light emitting device in the lateral direction are all (D1) between the via-hole closest to the outer periphery of the electrode pad and the outer periphery of the electrode pad.

여기서, 상기 D1은 90 ~ 140㎛일 수 있다.Here, D1 may be 90 to 140 mu m.

여기서, 상기 제1 도전형 반도체층의 상부면에 요철이 형성될 수 있다.Here, concaves and convexes may be formed on the upper surface of the first conductivity type semiconductor layer.

여기서, 상기 도전성 기판과 상기 확산 금속층 사이에 접합 금속층이 개재될 수 있다.
Here, a bonding metal layer may be interposed between the conductive substrate and the diffusion metal layer.

본 발명에 따른 발광소자는 전극 패드와 비아 홀 사이의 간격과 비아 홀들 사이의 간격을 조절함으로써 고출력하에서도 안정적으로 구동이 가능하다.The light emitting device according to the present invention can be stably driven even under a high output by adjusting the interval between the electrode pad and the via hole and the interval between the via holes.

또한, 본 발명에 따른 발광소자는 상기 비아 홀 구조를 통해 전류 분산 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
Further, the light emitting device according to the present invention can further improve the current dispersion effect through the via hole structure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비아 홀 구조를 가지는 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 3은 도 1의 B 부분을 확대한 도면이다.
도 4는 도 1의 C-C 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비아 홀 구조를 가지는 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 6의 C-C 단면을 나타낸 것이다.1 is a plan view schematically showing a semiconductor light emitting device having a via hole structure according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a portion A in Fig.
3 is an enlarged view of a portion B in Fig.
4 is a cross-sectional view taken along the line CC in Fig.
5 is a plan view schematically showing a semiconductor light emitting device having a via hole structure according to another embodiment of the present invention.
6 shows a CC cross-section of Fig.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 발광소자에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a semiconductor light emitting device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비아 홀 구조를 가지는 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 1의 C-C 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.FIG. 1 is a plan view schematically showing a semiconductor light emitting device having a via-hole structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line C-C of FIG.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자는 도전성 기판(170) 상에 제2 도전형 반도체층(104), 활성층(103) 및 제1 도전형 반도체층(102)이 적층된 발광 구조체를 포함한다.1 and 4, a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a second conductive semiconductor layer 104, an active layer 103, and a first conductive semiconductor layer (not shown) on a conductive substrate 170 102) are stacked.

특히, 제2 도전형 반도체층(104), 활성층(103) 및 제1 도전형 반도체층(102)은 순차적으로 적층된다.In particular, the second conductivity type semiconductor layer 104, the active layer 103, and the first conductivity type semiconductor layer 102 are sequentially stacked.

도전성 기판(170)은 예를 들어, Au, Ni, Al, Cu, W, Si, Se 또는 GaAs 등과 같은 도전성 물질 등으로 구성될 수 있다.The conductive substrate 170 may be formed of a conductive material such as Au, Ni, Al, Cu, W, Si, Se, or GaAs.

도전성 기판(170) 상에는 도전성 기판(170)과 제1 도전형 반도체층(102)을 전기적으로 연결하기 위해 확산 금속층(150)이 형성된다. 이에 따라, 도전성 기판(170)과 제2 도전형 반도체층(104) 사이에는 확산 금속층(150)이 개재된다.A diffusion metal layer 150 is formed on the conductive substrate 170 to electrically connect the conductive substrate 170 and the first conductivity type semiconductor layer 102. Accordingly, a diffusion metal layer 150 is interposed between the conductive substrate 170 and the second conductivity type semiconductor layer 104.

추가적으로, 확산 금속층(150)과 도전성 기판(170)은 Sn/Au 또는 Sn/Ag 등과 같은 금속으로 형성된 접합 금속층(160)에 의해 접합될 수 있다. In addition, the diffusion metal layer 150 and the conductive substrate 170 may be bonded together by a bonding metal layer 160 formed of a metal such as Sn / Au or Sn / Ag.

확산 금속층(150)은 도전성 기판(170) 상에 형성되되, 확산 금속층(150)의 일부는 상부로 소정의 높이만큼 연장되어 형성된다.A diffusion metal layer 150 is formed on the conductive substrate 170, and a portion of the diffusion metal layer 150 is formed to extend upward by a predetermined height.

이 때, 확산 금속층(150)은 적어도 제2 도전형 반도체층(104), 바람직하게는 제1 도전형 반도체층(102)이 형성된 영역까지 연장됨으로써 확산 금속층(150)이 제1 도전형 반도체층(102)과 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된다.At this time, the diffusion metal layer 150 extends to a region where at least the second conductivity type semiconductor layer 104, preferably the first conductivity type semiconductor layer 102 is formed, (Not shown).

다만, 이 경우 제1 도전형 반도체층(102)이 형성된 영역까지 연장된 확산 금속층(150)이 모두 제1 도전형 반도체층(102)과 전기적으로 연결되는 것이 아니라, 제2 도전형 반도체층(104)과 활성층(103)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(102)의 내부까지 연장하도록 형성된 복수의 비아 홀(110)을 통해 제1 도전형 반도체층(102)과 전기적으로 연결된다.In this case, the diffusion metal layer 150 extending to the region where the first conductivity type semiconductor layer 102 is formed is not electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer 102, but the second conductivity type semiconductor layer The first conductive semiconductor layer 102 is electrically connected to the first conductive semiconductor layer 102 through a plurality of via holes 110 extending through the active layer 103 and the first conductive semiconductor layer 102.

비아 홀(110)은 가장 높이 연장된 확산 금속층(150) 상에 형성될 수 있다.The via hole 110 may be formed on the diffusion metal layer 150 having the highest extension.

그리고, 확산 금속층(150) 상에는 확산 금속층(150)이 도전성 기판(170)과 제1 도전형 반도체층(102)을 제외한 다른 반도체층(예를 들어, 활성층(103), 제2 도전형 반도체층(104))과 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위한 절연층(140)이 형성된다.On the diffusion metal layer 150, a diffusion metal layer 150 is formed on the conductive substrate 170 and the semiconductor layers other than the first conductivity type semiconductor layer 102 (for example, the active layer 103, (Not shown) is formed on the insulating layer 140 to prevent the insulating layer 140 from being electrically connected.

절연층(140)은 확산 금속층(150)의 상부면뿐만 아니라 측면(또는 경사진 측면)에 모두 형성된다.The insulating layer 140 is formed both on the top surface as well as on the side (or inclined side) of the diffusion metal layer 150.

마찬가지로, 복수의 비아 홀(110)은 절연층(140)을 관통하도록 형성되며, 비아 홀(110)을 통해 확산 금속층(150)의 일부 영역만이 절연층(140)을 지나 상부로 노출되며, 노출된 확산 금속층(150)과 제1 도전형 반도체층(102)이 전기적 연결이 형성된다.A plurality of via holes 110 are formed to penetrate the insulating layer 140 and only a part of the diffusion metal layer 150 is exposed through the insulating layer 140 through the via hole 110, The exposed diffusion metal layer 150 and the first conductive type semiconductor layer 102 are electrically connected to each other.

제2 도전형 반도체층(104)의 하부에는 반사 전극층(120)이 전기적으로 연결된다. The reflective electrode layer 120 is electrically connected to a lower portion of the second conductivity type semiconductor layer 104.

반사 전극층(120)은 전기전도성 및 반사 특성이 우수한 Ag, Al, Pt 또는 Ni 등과 같은 물질로 구성될 수 있다. 또는, Ni/Ag, NiZn/Ag 또는 TiO/Ag 등과 같은 합금으로 구성될 수 있다.The reflective electrode layer 120 may be formed of a material such as Ag, Al, Pt, or Ni, which has excellent electrical conductivity and reflectance characteristics. Or an alloy such as Ni / Ag, NiZn / Ag or TiO / Ag.

이 때, 반사 전극층(120)은 제2 도전형 반도체층(104)과 대면하는 상부면의 면적이 제2 도전형 반도체층(104)의 하부면의 면적보다 좁게 형성된다.At this time, the reflective electrode layer 120 is formed such that the area of the upper surface facing the second conductive type semiconductor layer 104 is smaller than the area of the lower surface of the second conductive type semiconductor layer 104.

즉, 반사 전극층(120)은 제2 도전형 반도체층(104), 활성층(103) 및 제1 도전형 반도체층(102)이 적층된 발광 구조체의 하부에 존재하며, 반사 전극층(120)은 외부로 노출되지 않는다.That is, the reflective electrode layer 120 is present under the light emitting structure in which the second conductivity type semiconductor layer 104, the active layer 103, and the first conductivity type semiconductor layer 102 are laminated, Lt; / RTI >

그리고, 반사 전극층(120)의 측면 및 하부면의 적어도 일부 또는 전부를 감싸도록 커버 금속층(130)이 형성된다. 이 때, 커버 금속층(130)은 하나 또는 그 이상의 층으로 형성될 수 있으며, 각 층은 Ni, Cr, Ti, Pt, Rd, Ru, W, Mo, TiW 또는 이들의 합금층으로 형성될 수 있다.A cover metal layer 130 is formed to cover at least a part or all of the side surface and the bottom surface of the reflective electrode layer 120. At this time, the cover metal layer 130 may be formed of one or more layers, and each layer may be formed of Ni, Cr, Ti, Pt, Rd, Ru, W, Mo, .

이 때, 발광 구조체의 모서리와 인접한 영역에서 커버 금속층(130)의 상부면 중 일부 영역이 노출되며, 커버 금속층(130)의 노출된 일부 영역 상에 전극 패드(180)가 형성된다.At this time, a part of the upper surface of the cover metal layer 130 is exposed in an area adjacent to the edge of the light emitting structure, and the electrode pad 180 is formed on a part of the exposed part of the cover metal layer 130.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광 구조체의 동일한 변 내에 존재하는 양쪽 모서리에 두 개의 전극 패드(180)가 형성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 1, two electrode pads 180 may be formed at both edges, which are within the same side of the light emitting structure.

이와 같이, 전극 패드(180)가 발광면에 해당하는 제1 도전형 반도체층(102)의 상부면에 형성되어 있지 않으므로, 발광 면적의 손실을 최소화할 수 있다.As described above, since the electrode pad 180 is not formed on the upper surface of the first conductivity type semiconductor layer 102 corresponding to the light emitting surface, the loss of the light emitting area can be minimized.

전극 패드(180)는 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 반도체 발광소자로 이를 전달하기 위한 구성으로서, 외부 전원으로부터 공급받은 전원을 반도체 발광소자로 제공하기 위해 전극 패드(180)는 반사 전극층(120)과 전기적으로 연결되어야 한다.The electrode pad 180 includes a reflective electrode layer 120 and a reflective electrode layer 140. The reflective electrode layer 120 and the reflective electrode layer 180 may be formed of a transparent conductive material, It must be electrically connected.

따라서, 커버 금속층(130)의 노출된 일부 영역 상에 형성된 전극 패드(180)는 커버 금속층(130)에 의하여 반사 전극층(120)과 전기적으로 연결된다.Therefore, the electrode pad 180 formed on the exposed part of the cover metal layer 130 is electrically connected to the reflective electrode layer 120 by the cover metal layer 130.

결국, 커버 금속층(130)은 반사 전극층(120)과 전극 패드(180)에 동시에 접촉하도록 형성된다.As a result, the cover metal layer 130 is formed so as to contact the reflective electrode layer 120 and the electrode pad 180 at the same time.

또한, 커버 금속층(130)은 전극 패드(180)를 형성하기 위한 반도체 식각 공정에서 식각 정지막(etching stopper)으로서 작용할 수도 있다. The cover metal layer 130 may also act as an etch stopper in a semiconductor etch process to form the electrode pads 180.

게다가, 커버 금속층(130)은 반사 금속층(120)의 금속 물질이 확산되거나 오염되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the cover metal layer 130 can prevent the metallic material of the reflective metal layer 120 from being diffused or contaminated.

한편, 도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자에 따르면, 커버 금속층(130)은 반사 전극층(120) 중 일부만 감싸도록 형성된다.5 and 6, the cover metal layer 130 is formed so as to surround only a part of the reflective electrode layer 120. Referring to FIG.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 제2 도전형 반도체층(104)의 하부에 전기적으로 반사 전극층(120) 중 발광 구조체의 외곽에 인전합 반사 전극층(120)만 커버 금속층(130)에 의해 감싸도록 형성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 6, only the exposed reflection electrode layer 120 is electrically connected to the cover metal layer 130 on the outer side of the light emitting structure of the reflective electrode layer 120 under the second conductive type semiconductor layer 104 As shown in FIG.

이 때, 커버 금속층(130)은 반사 전극층(120)의 하부면의 일부 영역과 일 측면을 감싸도록 형성된다.At this time, the cover metal layer 130 is formed to surround a part of the lower surface of the reflective electrode layer 120 and one side surface.

반사 전극층(120)의 하부면의 일부 영역과 일 측면을 감싸는 커버 금속층(130)은 상술한 식각 정지막으로서 충분히 작용할 수 있다.The cover metal layer 130 that surrounds a part of the lower surface of the reflective electrode layer 120 and one side thereof can sufficiently function as the above-described etching stopper film.

또한, 커버 금속층(130)에 의해 감싸지지 않은 반사 전극층(120)의 경우, 절연층(140)에 의해 반사 전극층(120)의 금속 물질이 확산되거나 오염되는 것이 방지될 수 있다.In the case of the reflective electrode layer 120 not covered with the cover metal layer 130, the metal material of the reflective electrode layer 120 can be prevented from being diffused or contaminated by the insulating layer 140.

제1 도전형 반도층(102) 상부면에 요철이 형성될 수 있다. 요철은 광결정(photonic crystal) 또는 PEC 에칭에 의해 형성될 수 있다.The irregularities may be formed on the upper surface of the first conductive-type semiconductive layer 102. The irregularities can be formed by photonic crystal or PEC etching.

제1 도전형 반도층(102)의 상부면에 요철이 형성됨에 따라 반도체 발광소자로부터 상부로의 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.As the irregularities are formed on the upper surface of the first conductivity type semiconductor layer 102, the light extraction efficiency from the semiconductor light emitting device to the upper part can be further improved.

여기서, 제1 도전형 반도체층(102)은 n형 질화물 반도체층이고, 제2 도전형 반도체층(104)은 p형 질화물 반도체층일 수 있다.Here, the first conductive semiconductor layer 102 may be an n-type nitride semiconductor layer, and the second conductive semiconductor layer 104 may be a p-type nitride semiconductor layer.

또한, 활성층(103)은 전자와 정공의 재결합이 이루어지면서 광이 방출되는 층으로서, 제1 도전형 반도체층(102)과 제2 도전형 반도체층(104)과 상이한, 바람직하게는 작은 에너지 밴드 갭을 가지는 층으로 형성된다.The active layer 103 is a layer in which light is emitted as a result of recombination of electrons and holes and is a layer which differs from the first conductivity type semiconductor layer 102 and the second conductivity type semiconductor layer 104, Is formed as a layer having a gap.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자는 전극 패드(180)와 비아 홀(110) 사이의 간격과 비아 홀(110)들 사이의 간격을 조절함으로써 고출력하에서도 안정적으로 구동이 가능하며, 더욱 효과적으로 전류를 분산시킬 수 있다.Meanwhile, the semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention can be stably driven even under a high output by adjusting the interval between the electrode pad 180 and the via hole 110 and the interval between the via holes 110 , The current can be more effectively dispersed.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자가 취하는 비아 홀 구조를 보다 구체적으로 살펴보기 위해, 도 1의 A 부분을 확대한 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.A detailed structure of a via hole structure taken by a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

우선, 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)은 제1 도전형 반도체층(102)의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 제1 도전형 반도체층(102)의 외곽 사이의 최단 간격(D3)보다 크도록 형성된다.The shortest distance D2 between any via hole and the other via hole adjacent to the via hole is the distance between the via hole closest to the outer periphery of the first conductivity type semiconductor layer 102 and the outer periphery of the first conductivity type semiconductor layer 102 (D3).

이 때, 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)은 사선 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격이다.At this time, the shortest distance D2 between the arbitrary via hole and the other via hole adjacent thereto is the gap between the two via holes closest to the oblique direction.

여기서, 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)은 160 ㎛ 이하이며, 제1 도전형 반도체층(102)의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 제1 도전형 반도체층(102)의 외곽 사이의 최단 간격(D3)은 50 ~ 160 ㎛인 것이 바람직하다.Here, the shortest distance D2 between any via hole and the other via hole adjacent thereto is 160 占 퐉 or less, and the via hole closest to the outer periphery of the first conductivity type semiconductor layer 102 and the first via hole And the shortest distance D3 between the outer peripheries of the first electrode 102 is preferably 50 to 160 mu m.

이 경우, 발광 구조체의 외곽에 인접한 영역까지 비아 홀을 형성함으로써 발광 구조체의 외곽까지 전류를 원활하게 분산시킬 수 있으며, 이에 따라 발광 구조체의 외곽(또는 가장자리)에서의 발광 효율을 높일 수 있다.In this case, the current can be smoothly dispersed to the outer periphery of the light emitting structure by forming the via hole to the area adjacent to the outer periphery of the light emitting structure, thereby improving the light emitting efficiency at the outer edge (or edge) of the light emitting structure.

즉, 소정의 면적을 가지는 발광 구조체에서 발광 효율을 증가시키고, 발광 면적을 최대화할 수 있다.That is, the light emitting efficiency can be increased and the light emitting area can be maximized in the light emitting structure having a predetermined area.

제1 도전형 반도체층(102)의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 제1 도전형 반도체층(102)의 외곽 사이의 최단 간격(D3)은 50 ㎛ 미만인 경우, 비아 홀을 형성하기 전 식각 공정에서 요구되는 공정 마진이 불충분할 수 있다. When the shortest distance D3 between the via hole closest to the outer periphery of the first conductivity type semiconductor layer 102 and the outer periphery of the first conductivity type semiconductor layer 102 is less than 50 占 퐉, The required process margin may be insufficient.

반면, 제1 도전형 반도체층(102)의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 제1 도전형 반도체층(102)의 외곽 사이의 최단 간격(D3)은 160 ㎛를 초과할 경우, 전류 경로가 과도하게 길어져 오히려 전류 분산 효과를 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.On the other hand, when the shortest distance D3 between the via hole closest to the outer periphery of the first conductivity type semiconductor layer 102 and the outer periphery of the first conductivity type semiconductor layer 102 exceeds 160 mu m, It may be a factor that deteriorates the current dispersion effect.

다음으로, 반도체 발광소자의 종 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-1)은 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)보다 크도록 형성된다.Next, the distance D4-1 between the two via-holes closest to the longitudinal direction of the semiconductor light emitting element is formed to be larger than the shortest distance D2 between any via hole and the other via hole adjacent thereto.

또한, 반도체 발광소자의 횡 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-2)은 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)보다 크도록 형성된다.Further, the distance D4-2 between the two via-holes closest to the lateral direction of the semiconductor light emitting element is formed to be larger than the shortest distance D2 between any via hole and the other via hole adjacent thereto.

그리고, 반도체 발광소자의 종 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-1)과 반도체 발광소자의 횡 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-2)은 서로 동일하게 형성될 수 있다.The distance D4-1 between the two via holes closest to the longitudinal direction of the semiconductor light emitting device and the distance D4-2 between the two via holes closest to the semiconductor light emitting device in the lateral direction are formed to be equal to each other .

상술한 비아 홀의 배치를 통해 전극 패드(180)로부터 비아 홀 까지의 전류 경로를 최적화할 수 있으며, 발광 구조체의 외곽에서의 발광 효율을 높일 수 있다.The current path from the electrode pad 180 to the via hole can be optimized through the arrangement of the via holes described above and the luminous efficiency at the periphery of the light emitting structure can be increased.

또한, 복수의 비아 홀들이 최적화된 전류 경로를 가지도록 배치됨에 따라 대략 40개 이상의 비아 홀을 형성할 수 있으며, 이에 따라 확산 금속층(130)과 제1 도전형 반도체층(102)과의 접촉 면적을 증대시켜 반도체 발광소자 내에서 전류를 보다 효과적으로 분산시킬 수 있다.In addition, since the plurality of via holes are arranged to have optimized current paths, about 40 or more via holes can be formed, so that the contact area between the diffusion metal layer 130 and the first conductivity type semiconductor layer 102 The current can be more effectively dispersed in the semiconductor light emitting device.

추가적으로, 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)은 전극 패드(180)의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 전극 패드(180)의 외곽 사이의 최단 간격(D1)보다 크도록 형성된다.In addition, the shortest distance D2 between any via hole and the other via hole adjacent thereto is shorter than the shortest distance D1 between the via hole closest to the outline of the electrode pad 180 and the outline of the electrode pad 180 .

여기서, 전극 패드(180)의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 전극 패드(180)의 외곽 사이의 최단 간격(D1)은 90 ~ 140㎛ 이다.Here, the shortest distance D1 between the via-hole closest to the outer periphery of the electrode pad 180 and the outer periphery of the electrode pad 180 is 90 to 140 占 퐉.

전극 패드(180)의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 전극 패드(180)의 외곽 사이의 최단 간격(D1)이 90 ㎛ 미만인 경우, 비아 홀과 전극 패드(180)의 간격이 지나치게 좁아져 전극 패드(180)의 외곽에 가장 가까운 비아 홀들 주위에 전류가 지나치게 집중될 우려가 있다.If the shortest distance D1 between the via hole closest to the outer periphery of the electrode pad 180 and the outer periphery of the electrode pad 180 is less than 90 占 퐉, the gap between the via hole and the electrode pad 180 becomes excessively narrow, 180 may be concentrated too much around the via-holes closest to the outside of the via-holes.

반면, 전극 패드(180)의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 전극 패드(180)의 외곽 사이의 최단 간격(D1)이 140 ㎛를 초과하는 경우, 발광 구조체에 형성되는 비아 홀의 수가 상대적으로 적어지게 되어 확산 금속층(130)과 제1 도전형 반도체층(102) 사이의 총 접촉 면적이 상대적으로 작아질 수 밖에 없다.On the other hand, when the shortest distance D1 between the via hole closest to the outer periphery of the electrode pad 180 and the outer periphery of the electrode pad 180 exceeds 140 mu m, the number of via holes formed in the light emitting structure becomes relatively small The total contact area between the diffusion metal layer 130 and the first conductivity type semiconductor layer 102 must be relatively small.

이는 전류 분산을 감소시키게 되며, 이에 따라 발광 효율의 저하가 초래될 수 있다.This leads to a decrease in current dispersion, which may lead to a decrease in luminous efficiency.

또한, 반도체 발광소자의 종 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-1)과 상기 반도체 발광소자의 횡 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-2)은 모두 상기 전극 패드의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 상기 전극 패드의 외곽 사이의 최단 간격(D1)보다 크도록 형성된다.The distance D4-1 between the two via holes closest to the longitudinal direction of the semiconductor light emitting device and the distance D4-2 between the two via holes closest to the semiconductor light emitting device in the transverse direction are all the same, (D1) between the via-hole closest to the pad and the outer edge of the electrode pad.

그리고, 반도체 발광소자의 종 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-1)과 반도체 발광소자의 횡 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-2)은 서로 동일하게 형성될 수 있다.The distance D4-1 between the two via holes closest to the longitudinal direction of the semiconductor light emitting device and the distance D4-2 between the two via holes closest to the semiconductor light emitting device in the lateral direction are formed to be equal to each other .

상술한 비아 홀의 배치를 통해 전극 패드(180)로부터 비아 홀 까지의 전류 경로를 최적화할 수 있으며, 발광 구조체의 외곽에서의 발광 효율을 높일 수 있다.The current path from the electrode pad 180 to the via hole can be optimized through the arrangement of the via holes described above and the luminous efficiency at the periphery of the light emitting structure can be increased.

또한, 복수의 비아 홀들이 최적화된 전류 경로를 가지도록 배치됨에 따라 대략 40개 이상의 비아 홀을 형성할 수 있으며, 이에 따라 확산 금속층(130)과 제1 도전형 반도체층(102)과의 접촉 면적을 증대시켜 반도체 발광소자 내에서 전류를 보다 효과적으로 분산시킬 수 있다.
In addition, since the plurality of via holes are arranged to have optimized current paths, about 40 or more via holes can be formed, so that the contact area between the diffusion metal layer 130 and the first conductivity type semiconductor layer 102 The current can be more effectively dispersed in the semiconductor light emitting device.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

102 : 제1 도전형 반도체층
103 : 활성층
104 : 제2 도전형 반도체층
105 : 메사 영역
110 : 제1 전극
120 : 제2 전극
130 : 커버 금속층
140 : 절연층
150 : 확산 금속층
160 : 접합 금속층
170 : 도전성 기판
180 : 전극 패드102: first conductivity type semiconductor layer
103:
104: second conductive type semiconductor layer
105: mesa area
110: first electrode
120: second electrode
130: Cover metal layer
140: insulating layer
150: diffusion metal layer
160: bonded metal layer
170: conductive substrate
180: Electrode pad

Claims (15)

도전성 기판, 제2 도전형 반도체층, 활성층 및 제1 도전형 반도체층이 적층된 발광 구조체를 포함하며,
상기 도전성 기판과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 확산 금속층 및 절연층이 형성되며,
상기 제2 도전형 반도체층의 하부에는 반사 전극층이 형성되되,
상기 반사 전극층은 상기 제2 도전형 반도체층과 대면하는 상부면의 면적이 상기 제2 도전형 반도체층의 하부면의 면적보다 좁게 형성되며,
상기 확산 금속층은 상기 절연층, 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 내부까지 연장하는 복수의 비아 홀을 형성하여, 상기 비아 홀을 통해 상기 확산 금속층과 제1 도전형 반도체층을 전기적으로 연결하며,
임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)은 상기 제1 도전형 반도체층의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 상기 제1 도전형 반도체층의 외곽 사이의 최단 간격(D3)보다 큰 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
A light emitting structure in which a conductive substrate, a second conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a first conductivity type semiconductor layer are stacked,
A diffusion metal layer and an insulating layer are formed between the conductive substrate and the second conductive type semiconductor layer,
A reflective electrode layer is formed under the second conductive semiconductor layer,
Wherein the reflective electrode layer has an area of an upper surface facing the second conductive type semiconductor layer smaller than an area of a lower surface of the second conductive type semiconductor layer,
The diffusion metal layer may include a plurality of via holes extending through the insulating layer, the second conductivity type semiconductor layer, and the active layer and extending to the inside of the first conductivity type semiconductor layer, and the diffusion metal layer and the first The conductive semiconductor layers are electrically connected to each other,
The shortest distance D2 between the arbitrary via hole and the other via hole adjacent thereto is the shortest distance D3 between the via hole closest to the outline of the first conductivity type semiconductor layer and the outline of the first conductivity type semiconductor layer ), ≪ / RTI >
Semiconductor light emitting device.
제1항에 있어서,
상기 D2는 사선 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격인 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
And D2 is an interval between two via holes closest to each other in the oblique direction.
Semiconductor light emitting device.
제2항에 있어서,
상기 D2는 160 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
3. The method of claim 2,
Wherein D2 is 160 [mu] m or less.
Semiconductor light emitting device.
제1항에 있어서,
상기 D3는 50 ~ 160 ㎛인 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
And D3 is 50 to 160 [mu] m.
Semiconductor light emitting device.
제2항에 있어서,
상기 반도체 발광소자의 종 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-1)은 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)보다 큰 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
3. The method of claim 2,
(D4-1) between two via-holes closest to the longitudinal direction of the semiconductor light emitting element is larger than a shortest distance (D2) between any via hole and another via hole adjacent thereto.
Semiconductor light emitting device.
제2항에 있어서,
상기 반도체 발광소자의 횡 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-2)은 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)보다 큰 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
3. The method of claim 2,
(D4-2) between the two via-holes closest to the lateral direction of the semiconductor light emitting element is larger than the shortest distance (D2) between any via hole and another via hole adjacent thereto.
Semiconductor light emitting device.
제1항에 있어서,
상기 반도체 발광소자의 종 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-1)과 상기 반도체 발광소자의 횡 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-2)은 서로 동일한 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
The distance D4-1 between the two via holes closest to the semiconductor light emitting device in the longitudinal direction and the distance D4-2 between the two via holes closest to the semiconductor light emitting device in the lateral direction are the same As a result,
Semiconductor light emitting device.
제1항에 있어서,
상기 반사 전극층의 측면 및 하부면의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 커버 금속층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
And a cover metal layer formed to cover at least a part of a side surface and a bottom surface of the reflective electrode layer.
Semiconductor light emitting device.
제8항에 있어서,
상기 커버 금속층은 상기 반사 전극층의 측면 및 하부면을 모두 감싸도록 형성된 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
9. The method of claim 8,
Wherein the cover metal layer is formed to surround both the side surface and the bottom surface of the reflective electrode layer.
Semiconductor light emitting device.
제8항에 있어서,
상기 발광 구조체의 모서리와 인접한 영역에서 상기 커버 금속층의 상부면 중 일부 영역이 노출되며,
상기 커버 금속층의 노출된 일부 영역 상에 전극 패드가 형성되는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
9. The method of claim 8,
A part of the upper surface of the cover metal layer is exposed in an area adjacent to an edge of the light emitting structure,
Characterized in that an electrode pad is formed on an exposed part of the cover metal layer.
Semiconductor light emitting device.
제10항에 있어서,
상기 전극 패드의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 상기 전극 패드의 외곽 사이의 최단 간격(D1)보다 임의의 비아 홀과 이에 인접한 다른 하나의 비아 홀 사이의 최단 간격(D2)가 큰 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
11. The method of claim 10,
Wherein a shortest distance (D2) between the via hole (s) and the other via hole (s) adjacent to the shortest distance (D1) between the via hole closest to the outer periphery of the electrode pad and the outer periphery of the electrode pad is large.
Semiconductor light emitting device.
제11항에 있어서,
상기 반도체 발광소자의 종 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-1)과 상기 반도체 발광소자의 횡 방향으로 가장 인접한 두 개의 비아 홀 사이의 간격(D4-2)은 모두 상기 전극 패드의 외곽에 가장 가까운 비아 홀과 상기 전극 패드의 외곽 사이의 최단 간격(D1)보다 큰 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
12. The method of claim 11,
The distance D4-1 between the two via holes closest to the longitudinal direction of the semiconductor light emitting device and the distance D4-2 between the two via holes closest to the semiconductor light emitting device in the lateral direction are all the same, (D1) between the via-hole closest to the outer periphery of the electrode pad and the outer periphery of the electrode pad.
Semiconductor light emitting device.
제11항에 있어서,
상기 D1은 90 ~ 140㎛인 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
12. The method of claim 11,
Lt; RTI ID = 0.0 > D1 < / RTI >
Semiconductor light emitting device.
제1항에 있어서,
상기 제1 도전형 반도체층의 상부면에 요철이 형성된 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
Wherein the first conductive semiconductor layer has a concavo-convex shape on an upper surface thereof,
Semiconductor light emitting device.
제1항에 있어서,
상기 도전성 기판과 상기 확산 금속층 사이에 접합 금속층이 개재되는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.The method according to claim 1,
Characterized in that a bonding metal layer is interposed between the conductive substrate and the diffusion metal layer.
Semiconductor light emitting device.
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