説明

半導体発光装置

【課題】本発明は、発光装置に関する。
【解決手段】本発明は、互いに対向する第1及び第2面とを有し、上記第1及び第2面を夫々提供する第1及び第2導電型半導体層とその間に形成された活性層を有し、分離溝によって第1及び第2領域に分割された半導体積層体と、上記第1領域の第2面から上記活性層を経て上記第1導電型半導体層の一領域に連結された少なくとも一つのコンタクトホールと、上記半導体積層体の第2面上に形成され、上記少なくとも一つのコンタクトホールを介して、上記第1領域の第1導電型半導体層に連結され、上記第2領域の第2導電型半導体層に連結された第1電極と、上記第1領域の第2面上に形成され、上記第1領域の第2導電型半導体層に連結された第2電極と、上記第2電極と上記第2領域の第1導電型半導体層とを連結する電極連結部と、を含む半導体発光装置を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置に関し、特に、静電気のような電気的衝撃に備えた保護用ダイオードが一体に備えられた半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体発光装置は、出力及び効率や信頼性の側面で光源として有益な長所を有するため、照明装置またはディスプレイ装置のバックライトに代替可能な高出力、高効率の光源として積極的に研究開発されている。
【0003】
半導体発光装置は通常、p型半導体及びn型半導体とともに、その間に、電子と正孔の再結合によって発光することができる活性層を備える。このような半導体発光装置は、半導体層のための電極の位置または電流経路によって区分されることができ、これに限定されないが、主に、半導体発光装置に用いられる基板の電気的伝導性の有無によって決まることができる。
【0004】
例えば、電気的絶縁性を有する基板が用いられる場合には、n型半導体層に接続されるn型電極を形成するためのメサエッチングが求められる。即ち、n型半導体層の一部領域が露出するようにp型半導体層及び活性層を部分的に除去し、p側及びn側電極はp型半導体層の上面とn型半導体層の露出した上面とに夫々形成される。
【0005】
このような電極構造では、メサエッチングによって発光面積が消失し、電流の流れが側方向に形成されるため、全体面積に亘って均一な電流分散を図ることが困難であり、このため、発光効率も減少するようになる。
【0006】
これに反し、伝導性基板を用いる場合には、伝導性基板を一側の電極部分に用いることができる。このような構造の半導体発光装置は、上述の構造に比べ、消失する発光面積がなく、比較的均一な電流の流れが保障されるため、発光効率が改善する効果を期待することができる。
【0007】
しかし、高出力のために大面積の発光装置を具現する場合には、電極指のような電極構造を提供することにより発光面積の全体に亘って均一な電流分散を図るが、この場合、光放出面に提供される電極によって光抽出が制限されたり、その電極による光吸収が齎され、発光効率が減少する可能性がある。
【0008】
また、半導体発光装置は、取り扱い過程または使用過程で静電気(ESD)のような瞬間高電圧にさらされ、素子機能が破壊される可能性がある。
【0009】
従って、上述のような問題点に備えることができる設計が必要である。主に、別の保護用ダイオードを追加的に取り付ける方案が考慮されているが、別のダイオードをパッケージングし、単一のパッケージ空間内に配置されるため、製品の小型化に障害となる可能性があるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、上記の技術的問題を解決するためのもので、その目的は、ESD保護用ダイオードが一体化された構造を有する新規な構造の半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記の技術的課題を実現するために、本発明の第1実施形態は、互いに対向する第1及び第2面とを有し、上記第1及び第2面を夫々提供する第1及び第2導電型半導体層とその間に形成された活性層を有し、分離溝によって第1及び第2領域に分割された半導体積層体と、上記第1領域の第2面から上記活性層を経て上記第1導電型半導体層の一領域に連結された少なくとも一つのコンタクトホールと、上記半導体積層体の第2面上に形成され、上記少なくとも一つのコンタクトホールを介して、上記第1領域の第1導電型半導体層に連結され、上記第2領域の第2導電型半導体層に連結された第1電極と、上記第1領域の第2面上に形成され、上記第1領域の第2導電型半導体層に連結された第2電極と、上記第2電極と上記第2領域の第1導電型半導体層とを連結する電極連結部と、を含む半導体発光装置を提供する。
【0012】
一例として、上記第1電極と連結されるように、上記半導体積層体の第1面に提供される電気的伝導性を有する支持基板をさらに含むことができる。この場合、上記支持基板はメッキによって形成されることができる。また、上記第1領域の第1導電型半導体層上に形成されたボンディングパッドをさらに含むことができる。
【0013】
他の例として、上記半導体積層体の第1面に提供され、上記第1及び第2電極に夫々連結されて外部に引出させる第1及び第2電極引出し部を有する支持基板をさらに含むことができる。
【0014】
上記第2電極は上記分離溝に露出した領域を有し、上記電極連結部は、上記第2電極の露出した領域に連結され、上記半導体積層体の第2領域の側面に沿って形成されることができる。
【0015】
この場合、上記電極連結部と上記半導体積層体の第2領域とが互いに電気的に絶縁されるように、上記半導体積層体の第2領域の側面に形成されたパッシベーション層をさらに含むことができる。
【0016】
上記半導体積層体の第2面上に形成され、上記第1電極と上記第2電極とを分離する絶縁性分離層をさらに含むことができる。
【0017】
この場合、上記絶縁性分離層は、上記コンタクトホールの内部側壁と上記第1電極のうち上記コンタクトホール内に充填された部分との間に延長されることができる。
【0018】
上記第1電極は高反射性オーミックコンタクト層を含むことができる。この場合、上記高反射性オーミックコンタクト層は、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au及びその組み合わせで構成された群から選ばれた物質を含むことができる。
【0019】
発光領域として提供される上記半導体積層体の上記第1領域は、保護ダイオード領域として提供される上記半導体積層体の上記第2領域より大きい面積を有することができる。この場合、上記半導体積層体の上記第2領域は、上記半導体積層体の全体面積の20%以下の面積を有することができる。上記少なくとも一つのコンタクトホールは複数個のコンタクトホールであることができる。
【0020】
本発明の第2実施形態は、互いに対向する第1及び第2面を有し、上記第1及び第2面を夫々提供する第1及び第2導電型半導体層とその間に形成された活性層とを有し、分離溝によって第1及び第2領域に分割された半導体積層体と、上記第1領域の第2面から上記活性層を経て上記第1導電型半導体層の一領域に連結された少なくとも一つの第1コンタクトホールと、上記第2領域の第2面から上記活性層を経て上記第1導電型半導体層の一領域に連結された少なくとも一つの第2コンタクトホールと、上記半導体積層体の第2面上に形成され、上記少なくとも一つの第1コンタクトホールを介して、上記第1領域の第1導電型半導体層に連結され、上記第2領域の第2導電型半導体層に連結された第1電極と、上記半導体積層体の第2面上に形成され、上記少なくとも一つの第2コンタクトホールを介して、上記第2領域の第1導電型半導体層に連結され、上記第1領域の第2導電型半導体層に連結された第2電極と、を含む半導体発光装置を提供する。
【0021】
上記第2電極と連結されるように、上記半導体積層体の第1面に提供される電気的伝導性を有する支持基板をさらに含むことができる。この場合、上記支持基板はメッキによって形成されることができる。また、上記第1領域の第1導電型半導体層上に形成されたボンディングパッドと、上記第1電極と上記ボンディングパッドとを電気的に連結する電極連結部と、をさらに含むことができる。
【0022】
上記第1電極は上記分離溝に露出した領域を有し、上記電極連結部は、上記第2電極の露出した領域に連結され、上記半導体積層体の第2領域の側面に沿って形成されることができる。
【0023】
この場合、上記電極連結部と上記半導体積層体の第2領域の側面とを電気的に絶縁するパッシベーション層をさらに含むことができる。
【0024】
上記半導体積層体の第2面上に形成され、上記第1電極と上記第2電極とを分離する絶縁性分離層をさらに含むことができる。この場合、上記絶縁性分離層は、上記第1及び第2コンタクトホールの内部側壁と上記第1電極のうち上記第1及び第2コンタクトホール内に充填された部分との間に延長されることができる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によると、新規な半導体発光構造において、ESD保護用ダイオードを発光ダイオードと一体化された形態に具現する方案が提供される。ESD保護用ダイオードと発光ダイオードとを一体に具現することができるだけでなく、光放出面である半導体層の表面に電極が形成されず、その反対面にコンタクトホールを提供することにより、発光面積を最大化する発光効率の改善方案をともに提供することができる。また、多数のコンタクトホールを採用し、適した位置に分散させることにより、大面積においても高い電流分散の効率を図ることができる。
【0026】
また、本発明の特定実施形態によると、ESD保護用ダイオードをボンディング領域に提供することにより、ワイヤボンディング時に衝撃により発生する可能性のある不良(例えば、絶縁層の損傷によるショート不良)を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の第1実施形態による半導体発光装置の平面図である。
【図2】図1に図示された半導体発光装置をI-I'線に沿って切開した側断面図である。
【図3】図1に図示された半導体発光装置をII-II'線に沿って切開した側断面図である。
【図4】図1に図示された半導体発光装置をIII-III'線に沿って切開した側断面図である。
【図5】図1に図示された半導体発光装置を説明するための等価回路である。
【図6】本発明の第2実施形態による半導体発光装置の平面図である。
【図7】図6に図示された半導体発光装置をI-I'線に沿って切開した側断面図である。
【図8】図6に図示された半導体発光装置をII-II'線に沿って切開した側断面図である。
【図9】図6に図示された半導体発光装置をIII-III'線に沿って切開した側断面図である。
【図10】本発明の第1実施形態の他の例による半導体発光装置を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0029】
図1は本発明の一実施形態による半導体発光装置の平面図であり、図2は図1に図示された半導体発光装置をI-I'線に沿って切開した側断面図である。
【0030】
図1及び図2をともに参照すると、本実施形態による半導体発光装置10は、第1及び第2導電型半導体層15a、15cとその間に位置した活性層15bとを有する半導体積層体15を含む。上記半導体積層体15は、上記第1及び第2導電型半導体層15a、15cによって夫々提供され、互いに反対に位置した第1及び第2面を有する。
【0031】
上記半導体積層体15は、これに限定されないが、窒化物半導体のようなIII−VI族化合物半導体であることができる。本実施形態において、半導体積層体15は、第1導電型半導体層15a、活性層15b、第2導電型半導体層15cの順に別の成長用基板上に成長された後、第1面上に配線構造を形成し、支持基板11を採用する。
【0032】
ここで、本実施形態に採用された支持基板11は、電気的伝導性を有する基板で、メッキ工程によって容易に提供されることができる。次に、半導体積層体15から成長用基板を除去することにより、図1に図示された装置構造が得られる。一般的な場合、第1及び第2導電型半導体層15a、15cは、夫々n型及びp型半導体層であることができる。
【0033】
上記半導体積層体15は、分離溝gによって第1領域Aと第2領域Bとに区分される。上記第1領域Aは発光ダイオードのように駆動される発光ダイオード部として提供され、上記第2領域BはESD保護用ダイオード部として提供されることができる。本実施形態において、上記第2領域Bは、外部回路と連結されるワイヤボンディングのためのボンディング領域として提供されることができる。
【0034】
二つの領域A、Bに区分された半導体積層体15は、下記のような配線連結により、発光ダイオード部及びESD保護用ダイオード部として夫々作動することができる。
【0035】
本実施形態において、第2電極14は上記第1領域Aの第2導電型半導体層15cに接続されるように、上記半導体積層体15の第2面に形成される。
【0036】
上記第2電極14は、上記活性層15bから発生した光が反射するように、高反射性オーミックコンタクト層であることができる。例えば、上記高反射性オーミックコンタクト層は、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au及びその組み合わせで構成された群から選ばれた物質であることができる。
【0037】
上記半導体積層体15の第2面には、上記第1領域Aの第1導電型半導体層15aと連結された第1電極12が提供される。本実施形態のように、上記第1電極12と上記第1領域Aの第1導電型半導体層15aとの連結は、コンタクトホールHによってなされることができる。
【0038】
図2に図示されたように、上記半導体積層体15の第1領域Aには、記第1導電型半導体層15aの一部領域が露出するまで、第2面から上記第2導電型半導体層15c及び活性層15bを経て延長された少なくとも一つのコンタクトホールHが形成される。上記コンタクトホールHにより、第1導電型半導体層15aが露出することができる。
【0039】
上記第1電極12は、第1電極12から延長された電極部12'により、上記コンタクトホールHによって提供される上記第1導電型半導体層15aの露出領域に接続されることができる。これにより、上記第2面に位置した第1電極12と上記第1導電型半導体層15aとの電気的接続がなされることができる。
【0040】
このようなコンタクトホールHは、成長用基板上に半導体積層体15を形成した後、配線構造を形成する前に形成されることができる。本実施形態において、上記コンタクトホールHはビアの形態で図示されているが、上記第1導電型半導体層15aの一部領域を露出させることができる形態であれば、多様に具現されることができる。
【0041】
本実施形態では、図1に図示されたように、複数個のコンタクトホールHを第1領域Aの全体面積に亘って位置するように形成する。このように広い面積に亘って複数個のコンタクトホールHを形成することにより、均一な電流分散を図ることができ、高出力のための大面積の半導体発光装置に有益に用いられることができる。
【0042】
上記半導体積層体15の第2面に提供される第1電極12と第2電極14とが容易に電気的に相互分離されるように、絶縁性分離層13が形成されることができる。このような絶縁性分離層13は、上記コンタクトホールHの内部側壁と上記第1電極12の電極部12'との間に延長されて形成されることができる。
【0043】
上記第1電極12は、第1領域Aの第1導電型半導体層15aだけでなく、第2領域Bの第2導電型半導体層15cとも電気的に連結される。一方、上記第1領域Aの第2導電型半導体層15cに接続された第2電極14は、上記第2領域Bの第1導電型半導体層15aに電気的に連結される。
【0044】
また、図2に図示されたように、上記第2電極14は、上記半導体積層体15の外部に露出するように延長された露出領域Tを有することができる。上記露出領域Tは、本実施形態のように、分離溝gに位置することにより、第2領域B上に位置したボンディングパッドとしての電極パッド18との連結を容易に具現することができる。
【0045】
上記第2電極14と上記電極パッド18とは、電極連結部17によって互いに連結されることができる。上記電極連結部17は、第2領域Bの半導体積層体15の側面に沿って形成され、パッシベーション層16によって電気的に分離されることができる。
【0046】
このような電極連結は、図5に図示された等価回路を参照して理解されることができる。上記第1領域Aは発光ダイオード部として、第2領域BはESD保護用ダイオードとして動作することができる。
【0047】
発光ダイオード部の正常動作時、逆電圧が掛かって導通されていなかったESD保護用ダイオードは、瞬間高電圧が発生すると、ブレークダウン電圧を越えて電流が導通され、このような過程で過電流がESD保護用ダイオードに誘導されるため、発光ダイオード部を保護することができる。
【0048】
上記支持基板11は、上記第1及び第2電極12、14と上記絶縁性分離層13とからなる配線構造を介在し、上記半導体積層体15の第2面に提供される。
【0049】
本実施形態に採用された支持基板11は、電気的伝導性を有する基板である。上記支持基板11は、図2に図示されたように、上記第2電極14とは絶縁性分離層13によって電気的に分離され、上記第1電極12と接続されて、上記第1電極12とともに第1導電型半導体層15aのための電極構造物として提供されることができる。即ち、上記半導体発光装置10の実装面に位置した外部回路に実装とともに、導電性の支持基板11を連結させることができる。
【0050】
上述したように、上記第2領域Bの第1導電型半導体層15a上には上記第2電極14と連結された電極パッド18が形成され、上記発光装置10のボンディング領域は第2領域Bの上面(即ち、第2面と反対となる第1面)に提供されることができる。
【0051】
このように、上記電極連結部17により、上記分離溝gの底面に位置する第2電極14を上記半導体積層体15の第2領域Bに位置する電極パッド18に連結させることができるため、ワイヤボンディング部19を上記発光装置10の上面と略同一のレベルに形成することができる。
【0052】
本実施形態と異なってボンディング領域が分離溝gの底面に位置する場合は、ボンディング過程で発光領域の側面との所望しない接続が発生したり、ボンディング時の熱的または機械的衝撃によって第2電極及び/または絶縁層(パッシベーション層)が損傷する可能性があり、このような損傷により、接続不良の問題が齎される可能性がある。本実施形態によるボンディング連結構造は、このような問題を解決することができる。
【0053】
上記半導体積層体15の上記第1領域Aは発光領域として提供されるため、上記第1領域Aは、保護用ダイオード部及びボンディング領域として提供される第2領域Bより大きい面積を有することが好ましい。上記半導体積層体15の第2領域Bは、上記半導体積層体15の全体面積の20%以下の面積を有することがさらに好ましい。
【0054】
上記発光装置10は、図2に図示されたように、少なくとも上記半導体積層体15の側面に形成され、絶縁性物質からなるパッシベーション層16をさらに含むことができる。
【0055】
図3は図1に図示された半導体発光装置10をII-II'線に沿って切開した側断面図を示し、図4は図1に図示された半導体発光装置10をIII-III'線に沿って切開した側断面図を示している。
【0056】
図3を参照すると、上記発光装置10は、電気的伝導性を有する支持基板11上に、第1電極12、絶縁性分離層13、第2電極14、半導体積層体15が順に積層された形態で図示されている。
【0057】
一方、図4を参照すると、上記発光装置10は、ホールが形成された領域を除き、図3と同様に、支持基板11上に第1電極12、絶縁性分離層13、第2電極14、半導体積層体15が順に積層された形態を有する。
【0058】
発光装置10は、複数のコンタクトホールHが一定間隔に配列されるため均一な電流分散を強化することができ、第1電極12が第1導電型半導体層15aと直接接続されることができる構造を提供することができる。
【0059】
本実施形態による発光装置では、発光ダイオード領域Aの第1及び第2導電型半導体層15a、15cと直接連結される第1及び第2電極12、14が一面(即ち、第2面)に提供されるが、最終の外部回路の連結で、発光ダイオード領域Aの第1導電型半導体層15aと連結される第1コンタクト構造は支持基板11を介して第2面方向に、発光ダイオード領域Aの第2導電型半導体層15cに連結される第2コンタクト構造は第2面と反対となる第1面方向に形成されることができる。
【0060】
これに反し、本発明の第2実施形態では、最終の外部回路の連結で、発光ダイオード領域Aの第1導電型半導体層と連結される第1コンタクト構造は第1面方向に、発光ダイオード領域Aの第2導電型半導体層に連結される第2コンタクト構造は第2面に位置した支持基板によって形成されることができる。
【0061】
図6は本発明の第2実施形態による半導体発光装置の平面図であり、図7は図6に図示された半導体発光装置をI-I'線に沿って切開した側断面図である。
【0062】
図6及び図7をともに参照すると、本実施形態による半導体発光装置60は、第1及び第2導電型半導体層65a、65cとその間に位置した活性層65bとを有する半導体積層体65を含む。上記半導体積層体65は、上記第1及び第2導電型半導体層65a、65cによって夫々提供され、互いに反対に位置した第1及び第2面を有する。
【0063】
本実施形態に採用された支持基板61は、電気的伝導性を有する基板で、メッキ工程によって容易に提供されることができる。一般的な場合、第1及び第2導電型半導体層65a、65cは、夫々n型及びp型半導体層であることができる。
【0064】
上述の第1実施形態と同様に、上記半導体積層体65は、分離溝gによって第1領域Aと第2領域Bとに区分される。上記第1領域Aは発光ダイオードのように駆動される発光ダイオード部として提供され、上記第2領域BはESD保護用ダイオード部として提供されることができる。本実施形態において、上記第2領域Bは、外部回路と連結されるワイヤボンディングのためのボンディング領域として提供されることができる。
【0065】
二つの領域A、Bに区分された半導体積層体65は、上述の実施形態とは異なる配線連結により、図5の等価回路のような発光ダイオード部とESD保護用ダイオード部との連結を具現することができる。
【0066】
図7に図示されたように、上記半導体発光装置60は、上記第1及び第2領域A、Bに夫々形成された第1及び第2コンタクトホールH1、H2を含む。上記第1及び第2コンタクトホールH1、H2は、上記第2面から上記活性層を経て上記第1導電型半導体層65aの一領域に連結されるように形成される。第1及び第2コンタクトホールH1、H2は、夫々複数個が形成されることができる。例えば、本実施形態のように、第1領域Aに形成された第1コンタクトホールH1は、多少広い発光面積に亘って均一な電流分散のために多数個(例えば、12個)が形成されることができ、上記第2コンタクトホールH2は狭い領域を考慮し、1個のみが形成されることができる。
【0067】
第1電極62は上記半導体積層体65の第2面に形成され、上記第1領域Aの第1導電型半導体層65a及び上記第2領域Bの第2導電型半導体層65cと連結されることができる。図7に図示されたように、上記第1電極62と上記第1領域Aの第1導電型半導体層65aとの連結は、コンタクトホールHによってなされることができる。即ち、上記第1電極62から延長された電極部62'により、上記コンタクトホールHによって提供される上記第1導電型半導体層65aの露出領域に接続されることができる。
【0068】
第2電極64は上記半導体積層体65の第2面に形成され、上記第1領域Aの第2導電型半導体層65c及び上記第2領域Bの第1導電型半導体層65aと連結されることができる。図7に図示されたように、上記第2電極64と上記第2領域Bの第1導電型半導体層65aとの連結は、コンタクトホールHによってなされることができる。即ち、上記第2電極64から延長された電極部64'により、上記コンタクトホールHによって提供される上記第1導電型半導体層65aの露出領域に接続されることができる。
【0069】
上記半導体積層体65の同一の第2面に提供される第1電極62と第2電極64とが容易に電気的に相互分離されるように、絶縁性分離層63が形成されることができる。このような絶縁性分離層63は、上記第1及び第2コンタクトホールH1、H2の内部側壁と上記第1電極62の電極部62'との間に延長されて形成されることができる。
【0070】
また、図7に図示されたように、上記第1電極62は、上記半導体積層体65の外部に露出するように延長された露出領域Tを有することができる。上記露出領域Tは、本実施形態のように、分離溝gに位置するように形成されることができる。
【0071】
本実施形態において、図2に図示された形態と同様に、電極パッド68は第2領域B上に形成されるが、図2に図示された形態と異なって、パッシベーション層66によって上記電極パッド68と第2領域Bの第1導電型半導体層65aとの接続が防止される。
【0072】
上記第1電極62の露出領域と上記電極パッド68とは、電極連結部67を利用して連結することができる。上記電極連結部67は第2領域Bの半導体積層体65の側面に沿って形成され、上記パッシベーション層66によって電気的に分離されることができる。
【0073】
このような電極連結により、図5に図示された等価回路のように、発光ダイオード領域Aと保護用ダイオード領域との連結を具現することができる。
【0074】
上記支持基板61は、上記第1及び第2電極62、64と上記絶縁性分離層63からなる配線構造を介在し、上記半導体積層体65の第2面に提供される。
【0075】
本実施形態に採用された支持基板61は、電気的伝導性を有する基板であることができる。上記支持基板61は、図7に図示されたように、上記第1電極62とは絶縁性分離層63によって電気的に分離され、上記第2電極64と接続されて、上記第2電極64とともに第2導電型半導体層65cのための電極構造物として提供されることができる。
【0076】
即ち、上記半導体発光装置60の実装面に位置した外部回路に実装とともに、導電性の支持基板61を連結させることができる。
【0077】
上述したように、上記第2領域Bの第1導電型半導体層65a上に上記第2電極64と連結された電極パッド68が形成され、第1導電型半導体層65aと電極パッド68とは上記パッシベーション層66によって絶縁される。
【0078】
これにより、上記発光装置60のボンディング領域は、第2領域Bの上面(即ち、第2面と反対する第1面)に提供されることができる。また、上述したように、上記電極連結部67を利用して、上記分離溝gの底面に位置する第1電極62を上記半導体積層体65の第2領域Bに位置する電極パッド68に連結させることができるため、ワイヤボンディング部69を上記発光装置60の上面と略同一のレベルに形成することができる。
【0079】
図8は図6に図示された半導体発光装置60をII-II'線に沿って切開した側断面図を示し、図9は図6に図示された半導体発光装置60をIII-III'線に沿って切開した側断面図を図示している。
【0080】
図8を参照すると、上記発光装置60は、電気的伝導性を有する支持基板61上に、第2電極64、半導体積層体65が順に積層された形態を有する。図8に図示された第1電極62は上記第1コンタクトホールの間を連結する部分であり、上記第2電極と電気的に絶縁されるように、絶縁性分離層63によって取り囲まれる。
【0081】
一方、図9を参照すると、上記発光装置60は、ホールが形成された領域を除き、支持基板61上に、第1電極62、第2電極64、半導体積層体65が順に積層された形態を有する。上記第1電極62は、第1コンタクトホールH1を介して延長された部分62'を有し、これにより第1導電型半導体層65aと連結されることができる。図8を参照した上記の説明と同様に、上記第1電極62は、絶縁性分離層63によって第2電極64及び支持基板61と絶縁されることができる。
【0082】
このように、本実施形態によると、最終の外部回路の連結で、発光ダイオード領域Aの第1導電型半導体層65aと連結される第1コンタクト構造は装置の上部である第1面方向に、発光ダイオード領域Aの第2導電型半導体層65cに連結される第2コンタクト構造は第2面に位置した支持基板61によって形成されることができる。
【0083】
図10は本発明の第1実施形態の他の変形例による半導体発光装置を示す側断面図である。
【0084】
図10を参照すると、本実施形態による半導体発光装置100は、第1及び第2導電型半導体層105a、105cとその間に位置した活性層105bとを有する半導体積層体105を含む。上記半導体積層体105は、上記第1及び第2導電型半導体層105a、105cによって夫々提供され、互いに反対に位置した第1及び第2面を有する。
【0085】
上記半導体積層体105は、分離溝gによって第1領域Aと第2領域Bとに区分される。上記第1領域Aは発光ダイオードのように駆動される発光ダイオード部として提供され、上記第2領域BはESD保護用ダイオード部として提供されることができる。本実施形態において、上記第2領域Bは、外部回路と連結されるワイヤボンディングのためのボンディング領域として提供されることができる。
【0086】
本実施形態において、第2電極104は、上記第1領域Aの第2導電型半導体層105cに接続されるように、上記半導体積層体105の第2面に形成される。上記半導体積層体105の第2面には、上記第1領域Aの第1導電型半導体層105aと連結された第1電極102が提供される。本実施形態のように、上記第1電極102と上記第1領域Aの第1導電型半導体層105aとの連結は、コンタクトホールHによってなされることができる。
【0087】
図10に図示されたように、上記半導体積層体105の第1領域Aには、上記第1導電型半導体層105aの一部領域が露出するまで、第2面から上記第2導電型半導体層105c及び活性層105bを経て延長された少なくとも一つのコンタクトホールHが形成される。上記コンタクトホールHにより、第1導電型半導体層105aが露出することができる。
【0088】
上記第1電極102は、第1電極102から延長された電極部102'により、上記コンタクトホールHによって提供される上記第1導電型半導体層105aの露出領域に接続されることができる。これにより、上記第2面に位置した第1電極102と上記第1導電型半導体層105aとの電気的接続がなされることができる。
【0089】
上記半導体積層体105の第2面に提供される第1電極102及び第2電極104とが容易に電気的に相互分離されるように、絶縁性分離層103が形成されることができる。このような絶縁性分離層103は、上記コンタクトホールHの内部側壁と上記第1電極102の電極部102'との間に延長されて形成されることができる。
【0090】
このように、上記第1電極102は、第1領域Aの第1導電型半導体層105aだけでなく、第2領域Bの第2導電型半導体層105cとも電気的に連結されることができる。一方、上記第1領域Aの第2導電型半導体層105cに接続された第2電極104は、上記第2領域Bの第1導電型半導体層105aに電気的に連結されることができる。
【0091】
また、上記第2電極104は、上記半導体積層体105の外部に露出するように延長された露出領域Tを有することができる。上記露出領域Tは、本実施形態のように、分離溝gに位置することにより、上記第2電極104を上記第2領域Bの第1導電型半導体層105aに容易に連結させることができる。
【0092】
図10に図示されたように、上記第2電極104と上記電極パッド108とは、電極連結部107によって互いに連結されることができる。上記電極連結部107は、第2領域Bの半導体積層体105の側面に沿って形成され、パッシベーション層106によって電気的に分離されることができる。
【0093】
上記支持基板101は、上記第1及び第2電極102、104と上記絶縁性分離層103からなる配線構造を介在し、上記半導体積層体105の第2面に提供されることができる。
【0094】
本実施形態に採用された支持基板101は絶縁性基板であることができ、上記第1及び第2電極102、104に夫々連結され、外部に引出させる第1及び第2電極引出し部112、114を有する。このような構造では、発光ダイオード領域Aの第1及び第2導電型半導体層105a、105cに夫々連結されたコンタクト構造が、全て支持基板101の下方に引出された形態を有することができる。
【0095】
このように、第1及び第2電極引出し部を有する支持基板を利用し、外部回路との電極連結を支持基板側に具現する形態は、電極パッド構造に代えて、図6及び図7に図示された形態と結合して具現することができる。
【0096】
上述の実施形態及び添付図面は好ましい実施形態の例示に過ぎず、本発明は添付の請求範囲によって限定されるものである。また、本発明は、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で、多様な形態の置換、変形及び変更が可能であるということは、当技術分野において通常の知識を有する者には自明である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに対向する第1面及び第2面を有し、前記第1面を提供する第1導電型半導体層、第2面を提供する第2導電型半導体層、及び前記第1導電型半導体層と前記第2導電型半導体層との間に形成された活性層を含み、分離溝によって第1領域及び第2領域に分割された半導体積層体と、
前記第1領域において、前記第2面から前記活性層を経て前記第1導電型半導体層に連結された少なくとも一つのコンタクトホールと、
前記半導体積層体の前記第2面上に形成され、前記少なくとも一つのコンタクトホールを介して、前記第1領域の前記第1導電型半導体層と、前記第2領域の前記第2導電型半導体層とに連結された第1電極と、
前記第1領域の前記第2面上に形成され、前記第1領域の前記第2導電型半導体層に連結された第2電極と、
前記第2電極と前記第2領域の前記第1導電型半導体層とを連結する電極連結部と
を含む半導体発光装置。
【請求項2】
前記第1電極と連結されるように、前記半導体積層体の前記第1面に提供される電気的伝導性を有する支持基板をさらに含む請求項1に記載の半導体発光装置。
【請求項3】
前記支持基板はメッキによって形成されることを特徴とする請求項2に記載の半導体発光装置。
【請求項4】
前記第2領域の前記第1導電型半導体層上に形成されたボンディングパッドをさらに含むことを特徴とする請求項2または3に記載の半導体発光装置。
【請求項5】
前記半導体積層体の前記第1面に提供され、前記第1電極に連結されて外部に引出させる第1電極引出し部及び前記第2電極に連結されて外部に引出させる第2電極引出し部を有する支持基板をさらに含む請求項1に記載の半導体発光装置。
【請求項6】
前記第2電極は前記分離溝に露出した領域を有し、
前記電極連結部は、前記第2電極の露出した領域に連結され、前記半導体積層体の前記第2領域の側面に沿って形成されることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項7】
前記電極連結部と前記半導体積層体の前記第2領域とが互いに電気的に絶縁されるように、前記半導体積層体の前記第2領域の側面に形成されたパッシベーション層をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の半導体発光装置。
【請求項8】
前記半導体積層体の前記第2面上に形成され、前記第1電極と前記第2電極とを分離する絶縁性分離層をさらに含むことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項9】
前記絶縁性分離層は、前記コンタクトホールの内部側壁と前記第1電極のうち前記コンタクトホール内に充填された部分との間に延長されることを特徴とする請求項8に記載の半導体発光装置。
【請求項10】
前記第1電極は高反射性オーミックコンタクト層を含むことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項11】
前記高反射性オーミックコンタクト層は、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au及びその組み合わせで構成された群から選ばれた物質を含むことを特徴とする請求項10に記載の半導体発光装置。
【請求項12】
前記少なくとも一つのコンタクトホールは複数個のコンタクトホールであることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項13】
前記半導体積層体の前記第1領域は、前記半導体積層体の前記第2領域より大きい面積を有することを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項14】
前記半導体積層体の前記第2領域は、前記半導体積層体の全体面積の20%以下の面積を有することを特徴とする請求項13に記載の半導体発光装置。
【請求項15】
互いに対向する第1面及び第2面を有し、前記第1面を提供する第1導電型半導体層、第2面を提供する第2導電型半導体層、及び前記第1導電型半導体層と前記第2導電型半導体層との間に形成された活性層を含み、分離溝によって第1領域及び第2領域に分割された半導体積層体と、
前記第1領域において、前記第2面から前記活性層を経て前記第1導電型半導体層に連結された少なくとも一つの第1コンタクトホールと、
前記第2領域において、前記第2面から前記活性層を経て前記第1導電型半導体層に連結された少なくとも一つの第1コンタクトホールと、
前記半導体積層体の前記第2面上に形成され、前記少なくとも一つの第1コンタクトホールを介して、前記第1領域の前記第1導電型半導体層と、前記第2領域の前記第2導電型半導体層とに連結された第1電極と、
前記半導体積層体の前記第2面上に形成され、前記少なくとも一つの第2コンタクトホールを介して、前記第2領域の前記第1導電型半導体層と、前記第1領域の前記第2導電型半導体層とに連結された第2電極と
を含む半導体発光装置。
【請求項16】
前記第2電極と連結されるように、前記半導体積層体の前記第1面に提供される電気的伝導性を有する支持基板をさらに含む請求項15に記載の半導体発光装置。
【請求項17】
前記支持基板はメッキによって形成されることを特徴とする請求項16に記載の半導体発光装置。
【請求項18】
前記第2領域の前記第1導電型半導体層上に形成されたボンディングパッドと、前記第1電極と前記ボンディングパッドとを電気的に連結する電極連結部と、をさらに含むことを特徴とする請求項16または17に記載の半導体発光装置。
【請求項19】
前記第1電極は前記分離溝に露出した領域を有し、
前記電極連結部は、前記第2電極の露出した領域に連結され、前記半導体積層体の前記第2領域の側面に沿って形成されることを特徴とする請求項18に記載の半導体発光装置。
【請求項20】
前記電極連結部と前記半導体積層体の前記第2領域とが互いに電気的に絶縁されるように、前記半導体積層体の前記第2領域の側面に形成されるパッシベーション層をさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の半導体発光装置。
【請求項21】
前記半導体積層体の前記第2面上に形成され、前記第1電極と前記第2電極とを分離する絶縁性分離層をさらに含むことを特徴とする請求項15から20の何れか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項22】
前記絶縁性分離層は、前記第1コンタクトホール及び前記第2コンタクトホールの内部側壁と前記第1電極のうち前記第1コンタクトホール及び前記第2コンタクトホール内に充填された部分との間に延長されることを特徴とする請求項21に記載の半導体発光装置。
【請求項23】
前記第1電極は高反射性オーミックコンタクト層を含むことを特徴とする請求項15から22の何れか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項24】
前記高反射性オーミックコンタクト層は、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au及びその組み合わせで構成された群から選ばれた物質を含むことを特徴とする請求項23に記載の半導体発光装置。
【請求項25】
前記第1コンタクトホール及び前記第2コンタクトホールのうち少なくとも一つは複数個のコンタクトホールであることを特徴とする請求項15から24の何れか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項26】
前記半導体積層体の前記第1領域は、前記半導体積層体の前記第2領域より大きい面積を有することを特徴とする請求項15から25の何れか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項27】
前記半導体積層体の前記第2領域は、前記半導体積層体の全体面積の20%以下の面積を有することを特徴とする請求項26に記載の半導体発光装置。

【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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【公開番号】特開2013−69802(P2013−69802A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−206473(P2011−206473)
【出願日】平成23年9月21日(2011.9.21)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】129,Samsung−ro,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do,Republic of Korea
【Fターム(参考)】