発光装置及びこれを備えた発光装置
【課題】本発明は、新たな光抽出構造を有する発光素子を提供するためのものである。
【解決手段】本発明に従う発光素子は、透光性の基板、前記基板の上面に複数の突起を有する第１パターン部、前記基板の上面に前記複数の突起の各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部、前記基板の下に配置され、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、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配置された活性層を含む発光構造物、前記第１導電型半導体層の下に配置された第１電極、前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層、前記反射電極層の下に配置された第２電極、前記第１電極の下に配置された第１連結電極、前記第２電極の下に配置された第２連結電極、及び前記第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤が添加された絶縁性の支持部材を含む。
【解決手段】本発明に従う発光素子は、透光性の基板、前記基板の上面に複数の突起を有する第１パターン部、前記基板の上面に前記複数の突起の各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部、前記基板の下に配置され、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、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配置された活性層を含む発光構造物、前記第１導電型半導体層の下に配置された第１電極、前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層、前記反射電極層の下に配置された第２電極、前記第１電極の下に配置された第１連結電極、前記第２電極の下に配置された第２連結電極、及び前記第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤が添加された絶縁性の支持部材を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及びこれを備えた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体（group ＩＩＩ-Ｖ nitride semiconductor）は、物理的、化学的特性によって発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子の核心素材として脚光を浴びている。ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は、通常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からなっている。
【０００３】
発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）は、化合物半導体の特性を用いて電気を赤外線または光に変換させて信号をやり取りしたり、光源として使われる半導体素子の一種である。
【０００４】
このような窒化物半導体材料を用いたＬＥＤあるいはＬＤは、光を得るための発光素子にたくさん使われており、携帯電話のキーパッド発光部、表示装置、電光板、照明装置など、各種の製品の光源に応用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、新たな光抽出構造を有する発光素子を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、基板の上面に微細凹凸を有する凹凸パターンを含む発光素子を提供することにある。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、発光構造物の上面に微細凹凸を有する凹凸パターンを含む発光素子を提供することにある。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、ウエハレベルパッケージングされた発光素子を提供することにある。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、発光構造物に連結された電極の周りにセラミック材質の添加剤を有する支持部材を含む発光素子及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、発光素子を有する発光装置、発光素子パッケージ、及び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】
本発明に従う発光素子は、透光性の基板、前記基板の上面に複数の突起を有する第１パターン部、前記基板の上面に前記複数の突起の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部、前記基板の下に配置され、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、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配置された活性層を含む発光構造物、前記第１導電型半導体層の下に配置された第１電極、前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層、前記反射電極層の下に配置された第２電極、前記第１電極の下に配置された第１連結電極、前記第２電極の下に配置された第２連結電極、及び前記第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤が添加された絶縁性の支持部材を含む。
【００１２】
本発明に従う発光素子は、第１導電型半導体層、前記第１導電型半導体層の下に第２導電型半導体層、前記活性層の下に第２導電型半導体層、前記第１導電型半導体層の上面に複数の突起を有する第１パターン部、前記第１導電型半導体層の上面に前記複数の突起各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部、前記第１導電型半導体層の下に配置された第１電極、前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層、前記反射電極層の下に配置された第２電極、前記第１電極の下に配置された第１連結電極、前記第２電極の下に配置された第２連結電極、前記第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤を有する絶縁性の支持部材を含む。
【００１３】
本発明に従う発光装置は、下部に支持部材、前記支持部材の下面に露出された第１連結電極及び第２連結電極を有する発光素子、前記発光素子の第１連結電極及び第２連結電極が搭載された複数のリードフレーム、及び前記複数のリードフレームが配置された胴体を含み、前記発光素子は、透光性の基板、前記基板の上面に複数の突起を有する第１パターン部、前記基板の上面に前記複数の突起の各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部、前記基板の下に配置され、第１導電型半導体層、前記第２導電型半導体層、前記第１半導体層と前記第２導電型半導体層との間に配置された活性層を含む発光構造物、前記第１導電型半導体層と第１連結電極との間に配置された第１電極、前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層、及び前記反射電極層と前記第２連結電極との間に配置された第２電極を含み、前記支持部材は、第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤を含み、前記発光素子の第１連結電極と第２連結電極、及び支持部材の下面は前記モジュール基板の上面と同一な間隔を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、フリップ方式での発光素子の搭載工程を改善させることができる。本発明は、ウエハレベルでパッケージングされた発光素子を提供することによって、パッケージング工程を省略することができるので、製造工程を減らすことができる。本発明は、発光素子の光抽出効率を改善させることができる。本発明は、発光素子の放熱効率を改善させることができる。本発明は、基板の上面に互いに異なるサイズの凹凸構造を形成して、光抽出効率を改善させることができる。本発明は、発光構造物の上面に互いに異なるサイズの凹凸構造を形成して、光抽出効率を改善させることができる。本発明は、フリップ方式により搭載された発光素子を有する発光装置及び表示装置、照明装置の信頼性を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図２】図１の発光素子の底面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図１０】図１の発光素子を有する発光装置の側断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に従う発光素子の側断面である。
【図１４】本発明の第４実施形態に従う発光素子の底面図である。
【図１５】本発明の第５実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に従う発光素子の底面図である。
【図１７】本発明の第６実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図１８】本発明の第７実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図１９】本発明の第８実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図２０】本発明の第９実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図２１】図２０の反射電極層及び第２電極パッドの一例を示す図である。
【図２２】図２０の第２電極ボンディング層の一例を示す図である。
【図２３】図２０の第１電極ボンディング層の一例を示す図である。
【図２４】図２０の第２電極ボンディング層の他の例を示す図である。
【図２５】図１の発光素子を有する発光素子パッケージを示す図である。
【図２６】本発明の第１０実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図２７】図２６の発光素子の製造過程を示す図である。
【図２８】図２６の発光素子の製造過程を示す図である。
【図２９】図２６の発光素子の製造過程を示す図である。
【図３０】図２６の発光素子を有する発光装置の側断面図である。
【図３１】本発明の第１１実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図３２】本発明の第１２実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図３３】本発明の第１３実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図３４】本発明の第１３実施形態に従う発光素子の底面図である。
【図３５】本発明の第１４実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図３６】本発明の第１４実施形態に従う発光素子の底面図である。
【図３７】本発明の第１５実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図３８】本発明の第１６実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図３９】本発明の第１７実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図４０】本発明の第１８実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図４１】図２６の発光素子を有する発光素子パッケージを示す図である。
【図４２】実施形態による発光素子を有する表示装置を示す斜視図である。
【図４３】実施形態による発光素子を有する表示装置を示す図である。
【図４４】は実施例による発光素子を含む照明装置の例を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明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（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して”形成されることを全て含む。また、各層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。
【００１７】
図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを必ずしも完全に反映するものではない。
以下、添付した図面を参照して説明すれば、次の通りである。
【００１８】
図１は本発明の第１実施形態に従う発光素子を示す側断面図であり、図２は図１の発光素子の底面図の例を示す図である。
【００１９】
図１及び図２を参照すると、発光素子１００は、基板１１１、第１半導体層１１３、第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、第２導電型半導体層１１９、反射電極層１３１、絶縁層１３３、第１電極１３５、第２電極１３７、第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び支持部材１５１を含む。
【００２０】
前記基板１１１は、透光性、絶縁性、または導電性基板を利用することができ、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ、Ｇａ２Ｏ３のうち、少なくとも１つを利用することができる。前記基板１１１の下面には凹凸パターンのような光抽出構造が形成されることができ、前記凹凸パターンは前記第１半導体層１１３に接触できる。前記凹凸パターンは、前記基板１１１の下面の凹凸構造により形成されたり、別途のラフネスのようなパターンを形成することができる。前記凹凸パターンはストライプ形状または凸レンズ形状を含むことができる。
【００２１】
前記基板１１１の上面Ｓ１には複数の突起１１を有する第１凹凸構造の第１パターン部と、前記第１凹凸構造の上に複数の凹部１２を有する第２凹凸構造の第２パターン部を含む。前記第２凹凸構造は、前記第１凹凸構造の上に前記突起１１のサイズより小さなサイズを有する微細凹凸に形成される。
【００２２】
前記突起１１は、前記基板１１１の上面Ｓ１のエッチングにより形成されることによって、前記基板１１１と同一な材質で形成される。前記第２パターン部は、前記基板１１１の上面Ｓ１と突起１１のエッチングにより形成されたり、別途の物質で形成される。
【００２３】
前記第１パターン部の突起１１は、前記基板１１１の上面Ｓ１から突出する形状または陽刻形状に形成される。ここで、前記基板１１１の上面Ｓ１は、前記突起１１に比べて陰刻形状に形成される。他の例として、前記第１パターン部は前記基板１１１の上面Ｓ１より低い深さに凹な形状または陰刻形状の凹部で形成される。
【００２４】
前記第２パターン部の凹部１２は、前記突起１１の表面と前記基板１１１の上面Ｓ１に前記突起１１のサイズより小さなサイズで陰刻形状、リセス形状、または凹な形状に形成される。他の例として、前記第２パターン部は、陽刻形状または凸な形状を有し、前記突起１１のサイズより小さなサイズの微細突起で形成される。
【００２５】
前記第１パターン部は陽刻形状の突起１１と陰刻形状の上面Ｓ１を有する凹凸構造を含み、前記第２パターン部は前記第１凹凸構造の上に前記突起１１の幅より小さな幅を有し、陰刻形状または／及び陽刻形状に形成された微細凹凸を含む。
【００２６】
前記第１パターン部の突起１１の配列形状は、前記基板１１１の上面から見て、マトリックス形態または格子形態に形成される。
【００２７】
第１実施形態は説明の便宜のために、前記第１パターン部は突起１１として説明し、前記第２パターン部は凹な構造を有する凹部１２として説明することにし、これに対して限定するものではない。
【００２８】
前記基板１１１の下面には第１半導体層１１３が形成され、前記下面の反対側の上面Ｓ１には前記基板１１１の上面Ｓ１より上方に突出した複数の突起１１、及び前記複数の突起１１に形成された凹部１２を含む。前記複数の突起１１は側断面が半球形状、円錐形状、多角錐形状、円柱または多角柱のような柱形状、または錐台形状のような形状に形成できる。前記各突起は、上面視して、円形状、多角形状、球面と角面とが混合された形状を含むことができる。
【００２９】
前記凹部１２は前記各突起１１の表面より凹な形状に形成されることができ、その側断面が半球形状、円錐形状、多角錐形状、円柱または多角柱のような柱形状、または錐台形状のような形状に形成できる。前記各凹部１２は上面視して、円形状、多角形状、球面と角面とが混合された形状を含むことができる。前記凹部１２は前記基板１１１の上面Ｓ１から前記基板１１１の上面より凹に形成される。前記凹部１２の幅（Ｃ２）は前記突起１１の幅（Ｂ１）より小さく形成される。
【００３０】
前記凹部１２の深さ（Ｃ１）または幅（Ｃ２）は、前記突起１１の高さ（Ｌ２）または幅（Ｂ１）に比べて５０％以下に小さく形成され、例えば前記突起１１の高さ（Ｌ２）または幅（Ｂ１）に比べて１／２〜１／１００範囲で形成される。ここで、幅（Ｃ２、Ｂ１）は最大幅でありうる。
【００３１】
前記凹部１２のサイズまたは前記微細凹凸のサイズは、前記突起１１のサイズに比べて５０％以下に小さく形成され、前記突起１１のサイズ（Ｂ１）は突起１１の最大幅、一辺の長さ、半径、厚さ，または高さ（Ｌ２）のうちの少なくとも１つであり、前記凹部１２のサイズは前記凹部１２の最大幅、各辺の長さ、高さ、または深さ、半径、または厚さのうちの少なくとも１つでありうる。
【００３２】
前記突起１１の幅（Ｂ１）または高さ（Ｌ２）のサイズは、０．１μｍ−１０μｍ範囲で形成され、例えば前記基板１１１の厚さより小さく形成される。ここで、前記突起１１の幅（Ｂ１）は前記突起１１の高さ（Ｌ２）より広いことがあり、これに対して限定するものではない。前記凹部１２の深さ（Ｃ１）または幅（Ｃ２）は、０．１ｎｍ−１００ｎｍ範囲、または０．１ｎｍ−１００μｍ範囲で形成される。前記突起１１の間の周期（Ｌ１）は０．１μｍ−１００μｍ範囲で形成され、前記凹部１２の間の周期は前記突起１１の間の周期（Ｌ１）より１／２以下、例えば０．１μｍ−１００μｍ範囲で形成される。
【００３３】
前記突起１１は基板１１１を通じて入射される光の臨界角を変換させ、前記凹部１２は前記突起１１に入射される光と前記基板１１１の上面Ｓ１に入射される光の臨界角を変換させるようになる。前記基板１１１の上部に互いに異なるサイズの第１パターン部と第２パターン部を形成することによって、入射される光の全反射割合を低めて光抽出効率を改善させることができる。
【００３４】
前記突起１１は一定の周期で形成されたり、ランダムな間隔で形成され、前記凹部１２は一定の周期で形成されたり、ランダムな間隔で形成される。
【００３５】
前記基板１１１の下面には第１半導体層１１３が形成される。前記第１半導体層１１３はＩＩ族乃至ＶＩ族化合物半導体を用いて形成される。前記第１半導体層１１３はＩＩ族乃至ＶＩ族化合物半導体を用いて、少なくとも一層または複数の層で形成される。前記第１半導体層１１３は、例えばＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体層、例えばＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第１半導体層１１３はＺｎＯ層のような酸化物で形成され、これに対して限定するものではない。
【００３６】
前記第１半導体層１１３はバッファ層で形成され、前記バッファ層は前記基板と窒化物半導体層の間の格子定数の差を減らすことができる。
【００３７】
前記第１半導体層１１３は第１導電型の半導体層またはアンドープド（undoped）半導体層で形成される。前記アンドープド半導体層は、ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体、例えばＧａＮ系半導体で具現できる。前記アンドープド半導体層は、製造工程時、意図的に導電型ドーパントをドーピングしなくても第１導電型特性を有するようになり、前記第１導電型半導体層１１５の導電型ドーパント濃度よりは低い濃度を有するようになる。
【００３８】
前記第１半導体層１１３はバッファ層及びアンドープド半導体層のうちの少なくとも１つで形成され、これに対して限定するものではない。また、前記第１半導体層１１３は形成しないことがある。
【００３９】
前記第１半導体層１１３の下には発光構造物１２０が形成される。前記発光構造物１２０はＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体を含み、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を有し、紫外線帯域から可視光線帯域の波長範囲の内で所定のピーク波長を発光することができる。
【００４０】
前記発光構造物１２０は、第１導電型半導体層１１５、第２導電型半導体層１１９、及び前記第１導電型半導体層１１５と前記第２導電型半導体層１１９との間に形成された活性層１１７を含む。
【００４１】
前記基板１１１または前記第１半導体層１１３の下には第１導電型半導体層１１５が形成される。前記第１導電型半導体層１１５は、第１導電型ドーパントがドーピングされたＩＩＩ族−V族化合物半導体で具現され、前記第１導電型半導体層１１５はＮ型半導体層であり、前記第１導電型ドーパントはＮ型ドーパントとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含む。
【００４２】
前記第１導電型半導体層１１５と前記第１半導体層１１３との間には互いに異なる半導体層が交互に積層された超格子構造（Super lattice structures）が形成されることができ、このような超格子構造は格子欠陥を減少させることができる。前記超格子構造の各層は数Å以上の厚さで積層できる。
【００４３】
前記第１導電型半導体層１１５と前記活性層１１７との間には第１導電型クラッド層が形成される。前記第１導電型クラッド層はＧａＮ系半導体で形成されることができ、そのバンドギャップは前記活性層１１７のバンドギャップ以上に形成できる。このような第１導電型クラッド層はキャリアを拘束させる役割をする。
【００４４】
前記第１導電型半導体層１１５の下には活性層１１７が形成される。前記活性層１１７は、単一量子井戸、多重量子井戸（ＭＱＷ）、量子線（quantum wire）構造、または量子点（quantum dot）構造を選択的に含み、井戸層と障壁層の周期を含む。前記井戸層はＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を含み、前記障壁層はＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を含むことができる。
【００４５】
前記井戸層／障壁層の周期は、例えばＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮの積層構造を用いて１周期以上に形成できる。前記障壁層は、前記井戸層のバンドギャップより高いバンドギャップを有する半導体物質で形成される。
【００４６】
前記活性層１１７の下には第２導電型半導体層１１９が形成される。前記第２導電型半導体層１１９は、第２導電型ドーパントがドーピングされた半導体、例えばＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのような化合物半導体のうち、いずれか１つからなることができる。前記第２導電型半導体層１１９がＰ型半導体層であり、前記第２導電型ドーパントはＰ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを含むことができる。
【００４７】
前記第２導電型半導体層１１９は超格子構造を含むことができ、前記超格子構造はＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子構造、またはＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子構造を含むことができる。前記第２導電型半導体層１１９の超格子構造は、異常に電圧に含まれた電流を拡散させて活性層１１７を保護することができる。
【００４８】
他の例として、発光構造物１２０で前記第１導電型半導体層１１５はＰ型半導体層、前記第２導電型半導体層１１９はＮ型半導体層で具現できる。前記第２導電型半導体層１１９の上には前記第２導電型と反対の極性を有する第３導電型半導体層を形成することもできる。
【００４９】
前記発光素子１００は、前記第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、及び前記第２導電型半導体層１１９を発光構造物１２０として定義することができ、前記発光構造物は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１つの構造で具現できる。ここで、前記ＰはＰ型半導体層であり、前記ＮはＮ型半導体層であり、前記−はＰ型半導体層とＮ型半導体層とが直接接触するか間接接触された構造を含む。以下、説明の便宜のために、発光構造物１２０の最上層は第２導電型半導体層１１９として説明する。
【００５０】
前記第２導電型半導体層１１９の下には反射電極層１３１が形成される。前記反射電極層１３１は、例えば単層または多層構造で形成され、多層構造の場合、オーミック接触層、反射層、及び拡散防止層、保護層のうち、少なくとも１つを含む。前記反射電極層１３１は、例えばオーミック接触層／反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、オーミック接触層／反射層／保護層の構造で形成されたり、反射層／拡散防止層で形成されたり、反射層で形成されることができる。このような反射電極層１３１の構造は図２１の説明を参照することにする。
【００５１】
前記反射電極層１３１は、透光性電極層／反射層の積層構造を含むことができ、前記透光性電極層は、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）、ＳｎＯ、ＩｎＯ、ＩＮＺｎＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘのグループのうちから選択できる。前記透光性電極層の下には反射層が形成され、前記反射層は第１屈折率を有する第１層と第２屈折率を有する第２層とが交互に２ペア以上積層された構造を含み、前記第１及び第２屈折率は互いに異なり、前記第１層と第２層は１．５〜２．４の間の物質、例えば伝導性または絶縁性物質で形成され、このような構造はＤＢＲ（distributed bragg reflection）構造として定義できる。
【００５２】
前記第２導電型半導体層１１９及び前記反射電極層１３１のうち、少なくとも一層の表面にはラフネスのような光抽出構造が形成され、このような光抽出構造は入射される光の臨界角を変化させて、光抽出効率を改善させることができる。
【００５３】
前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）の下に第１電極１３５が形成され、前記反射電極層１３１の下には第２電極１３７が形成される。前記第１電極１３５の下には第１連結電極１４１が形成され、前記第２電極１３７の下には第２連結電極１４３が形成される。
【００５４】
前記第１電極１３５は、前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）に電気的に連結される。前記第１電極１３５は電極パッドを含むことができ、これに対して限定するものではない。
【００５５】
前記第１電極１３５は前記活性層１１７及び第２導電型半導体層１１９の側面と離隔し、前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）より小さな面積で形成される。
【００５６】
前記第２電極１３７は、前記反射電極層１３１を通じて前記第２導電型半導体層１１９と物理的または／及び電気的に接触できる。前記第２電極１３７は電極パッドを含む。
【００５７】
前記第１電極１３５及び第２電極１３７は単層または多層構造を含み、多層の場合、接着層、反射層、拡散防止層、及びボンディング層のうち、少なくとも１つを含む。前記接着層は、前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）の下にオーミック接触され、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１，０００Åで形成される。前記反射層は、前記接着層の下に形成され、その物質はＡｇ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記拡散防止層は、前記反射層の下に形成され、その物質はＮｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åを含む。前記ボンディング層は、前記第１連結電極１４１とボンディングされる層であり、その物質はＡｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。
【００５８】
前記第１電極１３５と前記第２電極１３７は同一な積層構造または異なる積層構造で形成される。前記第２電極１３７の積層構造が前記第１電極１３５の積層構造より少ないことがあり、例えば前記第１電極１３５は接着層／反射層／拡散防止層／ボンディング層の構造または接着層／拡散防止層／ボンディング層の構造で形成され、前記第２電極１３７は接着層／反射層／拡散防止層／ボンディング層の構造、または接着層／拡散防止層／ボンディング層の構造で形成される。
【００５９】
前記第２電極１３７の上面面積は前記反射電極層１３１の下面面積と同一な面積、または前記第２連結電極１４３の上面面積より少なくても大きい面積でありうる。
【００６０】
前記第１電極１３５及び前記第２電極１３７のうちの少なくとも１つは、電極パッドから分岐されたアーム（arm）またはフィンガー（finger）構造のような電流拡散パターンがさらに形成される。また、前記第１電極１３５及び前記第２電極１３７の電極パッドは１つまたは複数で形成され、これに対して限定するものではない。
【００６１】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は電源を供給するリード（lead）機能と放熱経路を提供するようになる。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は柱形状であることがあり、例えば、球形、円柱、または多角柱のような形状、またはランダムな形状を含むことができる。ここで、前記多角柱は等角であるか、等角でないことがあり、これに対して限定するものではない。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の上面または下面の形状は、円形、多角形を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面は上面と異なる面積に形成されることがあり、例えば前記下面面積は上面面積より大きいか小さいことがある。
【００６２】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３のうちの少なくとも１つは、前記発光構造物１２０の下面幅よりは小さく形成され、前記各電極１３５、１３７の下面幅または直径よりは大きく形成される。
【００６３】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の直径または幅は１μｍ〜１００，０００μｍで形成され、その高さは１μｍ〜１００，０００μｍで形成される。ここで、前記第１連結電極１４１の厚さ（Ｈ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ２）より長く形成され、前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面は同一な平面（即ち、水平面）上に配置される。
【００６４】
前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、いずれか１つの金属または合金を用いて単一層で形成され、前記の単一層の幅及び高さは１μｍ〜１００，０００μｍに形成され、例えば前記単一層層の厚さは前記第２電極１４３の厚さより厚い高さに形成される。前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は金属または合金の表面にコーティングまたはメッキされた少なくとも１つの保護層がさらに形成され、これに対して限定するものではない。
【００６５】
前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、及びこれら金属の選択的な合金のうちのいずれか１つで形成される。前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、前記第１電極１３５及び第２電極１３７との接着力の向上のために、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの選択的な合金のうちのいずれか１つの金属でメッキできる。この際、メッキ厚さは１〜１００，０００Åが適用可能である。
【００６６】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の表面には少なくとも１つのメッキ層がさらに形成され、前記メッキ層はＴｉｎまたはこれの合金、Ｎｉまたはこれの合金、Ｔｉｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金で形成され、その厚さは０．５μｍ〜１０μｍで形成される。このようなメッキ層は他のボンディング層との接合を改善させることができる。
【００６７】
前記絶縁層１３３は、前記反射電極層１３１の下に形成される。前記絶縁層１３３は、前記第２導電型半導体層１１９の下面、前記第２導電型半導体層１１９、及び前記活性層１１７の側面、前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）の下面に形成される。前記絶縁層１３３は、前記発光構造物１２０の下部領域のうち、前記反射電極層１３１、第１電極１３５、及び第２電極１３７を除外した領域に形成されて、前記発光構造物１２０の下部を電気的に保護する。
【００６８】
前記絶縁層１３３は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、及び硫化物のうち、少なくとも１つで形成された絶縁物質または絶縁性樹脂を含む。前記絶縁層１３３は、例えばＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうちから選択的に形成できる。前記絶縁層１３３は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記絶縁層１３３は、発光構造物１２０の下にフリップボンディングのための金属構造物を形成する時、前記発光構造物１２０の層間ショートを防止するために形成される。
【００６９】
前記絶縁層１３３は前記反射電極層１３１の下面に形成されないことがある。これは、前記反射電極層１３１の下面には絶縁性の支持部材１５１が形成されることによって、前記絶縁層１３３が前記反射電極層１３１の下面まで延長されないことがある。
【００７０】
前記絶縁層１３３は互いに異なる屈折率を有する第１層と第２層とが交互に配置されたＤＢＲ構造で形成され、前記第１層は、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうちのいずれか１つであり、前記第２層は前記第１層の以外の物質のうちのいずれか１つで形成される。この場合、前記反射電極層は形成しないことがある。
【００７１】
前記絶縁層１３３は１００〜１０，０００Å厚さで形成され、多層構造で形成された場合、各層は１〜５０，０００Åの厚さ、または各層当たり１００〜１０，０００Åの厚さで形成される。ここで、前記多層構造の絶縁層１３３で各層の厚さは発光波長によって反射効率を変化させることができる。
【００７２】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の材質は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、及びこれらの選択的な合金で形成される。また、前記第１連結電極１４１と前記第２連結電極１４３は、前記第１電極１３５と前記第２電極１３７との接着力のために、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの合金を用いたメッキ層を含むことができ、前記メッキ層の厚さは１〜１００，０００Åで形成される。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は、ユーテクティック（eutectic）ボンディング、ソルダーボール、または金属バンプでボンディングされ、これに対して限定するものではない。
【００７３】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の材質は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、及びこれらの選択的な合金で形成される。また、前記第１連結電極１４１と前記第２連結電極１４３は、前記第１電極１３５と前記第２電極１３７との接着力のために、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの合金を用いたメッキ層を含むことができ、前記メッキ層の厚さは１〜１００，０００Åで形成される。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は、ソルダーボールまたは金属バンプのような単一金属で使われることができ、これに対して限定するものではない。
【００７４】
前記支持部材１５１は発光素子１００を支持する支持層として使われる。前記支持部材１５１は絶縁性材質で形成され、前記絶縁性材質は、例えばシリコンまたはエポキシのような樹脂層で形成される。他の例として、前記絶縁性材質はペーストまたは絶縁性インキを含むことができる。前記絶縁性材質の材質は、その種類はポリアクリレート樹脂（polyacrylate resin）、エポキシ樹脂（epoxy resin）、フェノリック樹脂（phenolic resin）、ポリアミド樹脂（polyamides resin）、ポリイミド樹脂（polyimides resin）、不飽和ポリエステル樹脂（unsaturated polyesters resin）、ポリフェニレンエーテル樹脂（polyphenylene ether resin：ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキシド樹脂（polyphenilene oxide resin：ＰＰＯ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（polyphenylene sulfides resin）、シアネートエスター樹脂（cyanate ester resin）、ベンゾシクロブチン（benzocyclobutene：ＢＣＢ）、ポリアミド−アミノデンドリマー（Polyamido-amine Dendrimers：ＰＡＭＡＮ）、及びポリプロピレン−イミン（Polypropylene-imine：ＰＰＩ）デンドリマー（Dendrimers）、及びＰＡＭＡＮの内部構造、及び有機−シリコン外面を有するＰＡＭＡＮ−ＯＳ（organosilicon）を単独またはこれらの組合を含んだ樹脂で構成される。前記支持部材１５１は、前記絶縁層１３３と異なる物質で形成される。
【００７５】
前記支持部材１５１の内にはＡｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物のような化合物のうち、少なくとも１つが添加できる。ここで、前記支持部材１５１の内に添加された化合物は熱拡散剤であることがあり、前記熱拡散剤は所定サイズの粉末粒子、粒、フィラー（filler）、添加剤に使われることができ、以下、説明の便宜のために熱拡散剤として説明する。ここで、前記熱拡散剤は絶縁性材質または伝導性材質であることがあり、そのサイズは１Å〜１００，０００Åで使用可能であり、熱拡散効率のために１，０００Å〜５０，０００Åで形成できる。前記熱核酸剤の粒子形状は球形または不規則な形状を含むことができ、これに対して限定するものではない。
【００７６】
前記熱拡散剤はセラミック材質を含み、前記セラミック材質は同時塑性される低温塑性セラミック（ＬＴＣＣ：low temperature co-fired ceramic）、高温塑性セラミック（ＨＴＣＣ：high temperature co-fired ceramic）、アルミナ（alumina）、水晶（quartz）、カルシウムジルコネート（calcium zirconate）、橄欖石（forsterite）、ＳｉＣ、黒鉛、溶融シリカ（fusedsilica）、ムライト（mullite）、菫青石（cordierite）、ジルコニア（zirconia）、ベリリア（beryllia）、及び窒化アルミニウム（aluminum nitride）のうち、少なくとも１つを含む。前記セラミック材質は窒化物または酸化物のような絶縁性物質のうち、熱伝導度が窒化物や酸化物より高い金属窒化物で形成され、前記金属窒化物は、例えば熱伝導度が１４０Ｗ／ｍＫ以上の物質を含むことができる。前記セラミック材質は、例えばＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ（ＳｉＣ−ＢｅＯ）、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＡｌＮのようなセラミック（Ceramic）系列でありうる。前記熱伝導性物質は、Ｃ（ダイアモンド、ＣＮＴ）の成分を含むことができる。
【００７７】
前記支持部材１５１は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記支持部材１５１は内部にセラミック物質の粉末を含むことによって、支持部材１５１の強度は改善され、熱伝導率も改善できる。
【００７８】
前記支持部材１５１の内に含まれた熱拡散剤は１〜９９ｗｔ／％位の含量割合で添加され、効率的な熱拡散のために５０〜９９ｗｔ％範囲の含量割合で添加される。このような支持部材１５１の内に熱拡散剤が添加されることによって、内部での熱伝導率はより改善できる。また、前記支持部材１５１の熱膨脹係数は４−１１［ｘ１０６／℃］であり、このような熱膨脹係数は前記基板１１１、例えばサファイア基板と同一または類似の熱膨脹係数を有するようになるので、前記基板１１１の下に形成される発光構造物１２０との熱膨脹差によりウエハが撓むか、欠陥が発生することを抑制して発光素子の信頼性の低下を防止することができる。
【００７９】
ここで、前記支持部材１５１の下面面積は、前記基板１１１の上面と実質的に同一な面積で形成される。前記支持部材１５１の下面面積は、前記第１導電型半導体層１１５の上面面積と実質的に同一な面積で形成される。また、前記支持部材１５１の下面幅は前記基板１１１の上面と前記第１導電型半導体層１１５の上面幅と同一な幅で形成される。これは、支持部材１５１を形成した後、個別チップに分離することによって、前記支持部材１５１と前記基板１１１及び前記第１導電型半導体層１１５の側面が同一平面上に配置される。他の例として、前記支持部材１５１の下面面積は前記基板１１１の上面Ｓ１の面積より広いか狭いことがあり、これに対して限定するものではない。
【００８０】
図２を参照すると、前記支持部材１５１の第１辺（Ｄ１）の長さは前記支持部材１５１の第１辺（Ｄ１）に対応する前記基板１１１の第１辺の長さと実質的に同一であり、第２辺（Ｄ２）の長さは前記支持部材１５１の第２辺（Ｄ２）に対応する前記基板１１１の第２辺の長さと実質的に同一に形成される。他の例として、前記支持部材１５１の各辺（Ｄ１、Ｄ２）の長さは前記基板１１１の各辺より長いか小さいことがあり、これに対して限定するものではない。また、第１連結電極１４１と第２連結電極１４３との間の間隔（Ｄ５）は各電極パッドの間の間隔であって、発光素子の一辺の長さの１／２以上離隔することがあり、これに対して限定するものではない。
【００８１】
前記支持部材１５１の下面は実質的に平坦な面で形成されたり、不規則な面で形成されることがあり、これに対して限定するものではない。
【００８２】
前記支持部材１５１の厚さ（Ｔ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ２）より少なくても厚く形成される。他の例として、前記支持部材１５１の厚さ（Ｔ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ２）より薄く形成され、これは前記絶縁層１３３の厚さを前記第２連結電極１３７の厚さより厚く形成することによって、前記支持部材１５１の厚さが薄くなる。前記支持部材１５１の一部領域の厚さ（Ｔ２）は前記第１連結電極１４１の厚さより厚く形成される。前記支持部材１５１の厚さ（Ｔ１）は１μｍ〜１００，０００μｍ範囲で形成され、他の例として５０μｍ〜１，０００μｍ範囲で形成される。
【００８３】
前記支持部材１５１の下面は前記第１電極１３５及び前記第２電極１３７の下面より低く形成され、前記第１連結電極１４１の下面、前記第２連結電極１４３の下面と同一な平面（即ち、水平面）上に配置される。
【００８４】
前記支持部材１５１は、前記第１電極１３５、第２電極１３７、前記第１連結電極１４１、及び前記第２連結電極１４３の周り面に接触される。これによって、前記第１電極１３５、第２電極１３７、前記第１連結電極１４１、及び前記第２連結電極１４３から伝導された熱は前記支持部材１５１を通じて拡散され放熱される。この際、前記支持部材１５１は内部の熱拡散剤により熱伝導率が改善され、全表面を通じて放熱を遂行するようになる。したがって、前記発光素子１００は熱による信頼性を改善させることができる。
【００８５】
また、前記支持部材１５１の一側面または一側面以上は、前記発光構造物１２０及び前記基板１１１の側面と同一な平面（即ち、垂直面）上に配置される。また、前記支持部材１５１の一側面または一側面以上は、前記発光構造物１２０及び前記基板１１１の側面より突出され、これに対して限定するものではない。
【００８６】
前記の発光素子１００はフリップ方式により搭載され、基板１１１の上面方向に大部分の光が放出され、一部の光は前記基板１１１の側面及び前記発光構造物１２０の側面を通じて放出されるので、前記第１電極１３５及び第２電極１３７による光損失を減らすことができる。これによって、前記の発光素子１００の上部に配置された前記基板１１１の第１パターン部と第２パターン部により光抽出効率が改善され、前記支持部材１５１により放熱効率は改善できる。
【００８７】
前記基板１１１の上には蛍光体層または蛍光体が添加されていない透光性樹脂層が形成され、これに対して限定するものではない。
【００８８】
図３乃至図９は、本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。以下の製造過程は説明の容易性のために個別素子として図示されたが、ウエハレベルで製造され、個別素子は後述する処理工程を通じて製造されることと説明される。また、個別素子の後述する製造工程に限定するものでなく、各工程の特定工程に追加的な工程またはより少ない工程により製造できる。
【００８９】
図３を参照すると、基板１１１は成長装備にローディングされ、その上にＩＩ族乃至ＶＩ族元素の化合物半導体が層またはパターン形態に形成される。前記基板１１１は成長基板に使われる。
【００９０】
ここで、前記基板１１１は、透光性基板、絶縁基板、または伝導性基板からなることができ、例えばサファイア基板（Ａｌ２Ｏ３）、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇａ２Ｏ３、そしてＧａＡｓなどからなる群から選択できる。このような基板１１１の上面には凹凸パターンのような光抽出構造が形成され、このような凹凸パターンは光の臨界角を変化させて光抽出効率を改善させることができる。
【００９１】
前記成長装備は、電子ビーム蒸着器、ＰＶＤ（physical vapor deposition）、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）、ＰＬＤ（plasma laser deposition）、二重型の熱蒸着器（dual-type thermal evaporator）、スパッタリング（sputtering）、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）などにより形成することができ、このような装備に限定するものではない。
【００９２】
前記基板１１１の上には第１半導体層１１３が形成され、前記第１半導体層１１３はＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体を用いて形成される。前記第１半導体層１１３は、前記基板１１１との格子定数の差を減らしてくれるバッファ層に形成される。前記第１半導体層１１３はアンドープド半導体層で形成され、前記アンドープド半導体層は意図的にドーピングしないＧａＮ系半導体で形成される。
【００９３】
前記第１半導体層１１３の上には発光構造物１２０が形成される。前記発光構造物１２０は、第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、及び第２導電型半導体層１１９の順に形成される。
【００９４】
前記第１導電型半導体層１１５は、第１導電型ドーパントがドーピングされたＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択できる。前記第１導電型がＮ型半導体の場合、前記第１導電型ドーパントは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、ＴｅなどのＮ型ドーパントを含む。前記第１導電型半導体層１１５は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記第１導電型半導体層１１５は互いに異なる物質を有する超格子構造をさらに含むことができ、これに対して限定するものではない。
【００９５】
前記第１導電型半導体層１１５の上には活性層１１７が形成され、前記活性層１１７は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、量子線構造、量子点構造のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記活性層１１７はＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体材料を用いてＩｎｘＡｌｙＧＡ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦＋ｙ≦１）の組成式を有する井戸層と障壁層の周期、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層の周期、ＩｎＧａＮ井戸層／ＡｌＧａＮ障壁層の周期、ＩｎＧａＮ井戸層／ＩｎＧａＮ障壁層の周期などで形成され、これに対して限定するものではない。
【００９６】
前記活性層１１７の上または／及び下には導電型クラッド層が形成され、前記導電型クラッド層はＡｌＧａＮ系半導体で形成される。ここで、前記活性層１１７の障壁層は前記井戸層のバンドギャップより高く、前記導電型クラッド層は前記障壁層のバンドギャップより高く形成される。
【００９７】
前記活性層１１７の上には前記第２導電型半導体層１１９が形成され、前記第２導電型半導体層１１９は第２導電型ドーパントがドーピングされたＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体、例えばＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択できる。前記第２導電型がＰ型半導体の場合、前記第２導電型ドーパントはＭｇ、ＺｎなどのＰ型ドーパントを含む。前記第２導電型半導体層１１９は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記第２導電型半導体層１１９は互いに異なる物質を有する超格子構造をさらに含むことができ、これに対して限定するものではない。
【００９８】
前記第１導電型半導体層１１５、前記活性層１１７、及び前記第２導電型半導体層１１９は、発光構造物１２０として定義できる。また、前記第２導電型半導体層１１９の上には第２導電型と反対の極性を有する第３導電型半導体層、例えばＮ型半導体層が形成される。これによって、前記発光構造物１２０は、Ｎ−Ｐ接合、Ｐ−Ｎ接合、Ｎ−Ｐ−Ｎ接合、Ｐ−Ｎ−Ｐ接合構造のうち、少なくとも１つで形成される。
【００９９】
図４を参照すると、発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）に対してエッチングを遂行するようになる。前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）は、前記第１導電型半導体層１１５が露出されることができ、前記第１導電型半導体層１１５の露出部分は前記活性層１１７の上面より低い高さに形成される。
【０１００】
前記エッチング過程は、前記発光構造物１２０の上面領域に対してマスクパターンでマスキングした後、前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）に対してドライエッチングを遂行するようになる。前記ドライエッチングは、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）装備、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装備、ＣＣＰ（Capacitive Coupled Plasma）装備、及びＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）装備のうち、少なくとも１つを含む。他のエッチング方式として、湿式エッチングをさらに含むことができ、これに対して限定するものではない。
【０１０１】
ここで、前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）はエッチング領域であって、任意の領域に設定されることができ、その領域（Ａ１）の個数も１つまたは複数で形成できる。
【０１０２】
図５を参照すると、前記発光構造物１２０の上に反射電極層１３１を形成するようになる。前記反射電極層１３１は、前記第２導電型半導体層１１９の上面面積より小さな面積で形成され、これは反射電極層１３１の製造過程に従うショートを防止することができる。ここで、前記反射電極層１３１は、前記第２導電型半導体層１１９の上面エッジから所定距離（Ｄ３）離隔した領域と前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）にマスクでマスキングした後、スパッタ（Sputter）装備または／及び蒸着装備で蒸着させることができる。
【０１０３】
前記反射電極層１３１は少なくとも反射率が７０％以上であるか、少なくとも９０％以上の金属物質を含むことができる。
【０１０４】
前記反射電極層１３１はオーミック接触層／反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、オーミック接触層／反射層／保護層の構造で形成されたり、反射層で形成される。前記各層の物質及び厚さは図１の説明を参照することにする。
【０１０５】
前記第１導電型半導体層１１５の上に第１電極１３５を形成し、前記反射電極層１３１の上に第２電極１３７を形成するようになる。前記第１電極１３５及び第２電極１３７は、電極形成領域の以外の領域をマスクでマスキングした後、スパッタまたは／及び蒸着装備で形成されることができ、これに対して限定するものではない。前記第１電極１３５及び第２電極１３７は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらの選択的な合金のうちから選択的に形成できる。前記第１電極１３５及び第２電極１３７は多層で形成され、例えば前記の物質を用いて接着層／反射層／拡散防止層／ボンディング層のうち、少なくとも２層を含むことができる。前記第１電極１３５と前記第２電極１３７は同一工程で同一な積層構造で形成されることができ、これに対して限定するものではない。
【０１０６】
前記第２電極１３７は、前記反射電極層１３１と前記第２導電型半導体層１１９に物理的に接触できる。
【０１０７】
前記反射電極層１３１の上に絶縁層１３３を形成するようになる。前記絶縁層１３３はスパッタまたは蒸着方式により形成される。前記絶縁層１３３は、前記第１電極１３５及び前記第２電極１３７を除外した領域の上に形成されて、前記反射電極層１３１及び前記第２導電型半導体層１１９の上面、前記第１導電型半導体層１１５の露出された領域をカバーするようになる。
【０１０８】
前記絶縁層１３３は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのような酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物などの絶縁物質、または絶縁性樹脂を含む。前記絶縁層１３３は、例えばＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうちから選択的に形成できる。前記絶縁層１３３は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。ここで、電極１３５、１３７の形成過程と絶縁層１３３の形成過程とは互いに変更できる。
【０１０９】
図６を参照すると、前記第１電極１３５の上に第１連結電極１４１をボンディングし、前記第２電極１３７の上に第２連結電極１４３をボンディングするようになる。前記第１連結電極１４１はソルダーボールまたは／及び金属バンプのような伝導性パッドを含み、前記第１電極１３５の上にボンディングされる。前記第１連結電極１４１は、前記第１導電型半導体層１１５の上面に対して垂直な方向に配置される。前記第２連結電極１４３はソルダーボールまたは／及び金属バンプのような伝導性パッドを含み、前記第２電極１３７の上にボンディングされる。前記第２連結電極１４３は、前記第２導電型半導体層１１９の上面に対して垂直な方向に配置される。
【０１１０】
ここで、前記第１連結電極１４１の厚さ（Ｈ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ２）より少なくても長く形成され、前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面は互いに異なる平面上に配置され、これらの上面は同一な平面（即ち、水平面）上に配置される。
【０１１１】
図７を参照すると、支持部材１５１は前記絶縁層１３３の上にスキージまたは／及びディスペンシング方式により形成する。前記支持部材１５１は、シリコンまたはエポキシのような樹脂物の内に熱拡散剤を添加して絶縁性支持層に形成される。前記熱拡散剤は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒなどの物質を有する酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物のうちの少なくとも１つの物質、例えばセラミック材質を含むことができる。前記熱拡散剤は、所定サイズの粉末粒子、粒、フィラー（filler）、添加剤として定義できる。前記熱拡散剤はセラミック材質を含み、前記セラミック材質は同時塑性される低温塑性セラミック（ＬＴＣＣ：low temperature co-fired ceramic）または高温塑性セラミック（ＨＴＣＣ：high temperature co-fired ceramic）を含む。前記セラミック材質は窒化物または酸化物のような絶縁性物質のうち、熱伝導度が窒化物や酸化物より高い金属窒化物で形成され、前記金属窒化物は、例えば熱伝導度が１４０Ｗ／ｍＫ以上の物質を含むことができる。前記セラミック材質は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ（ＳｉＣ−ＢｅＯ）、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＡｌＮのようなセラミック（Ceramic）系列でありうる。前記熱伝導性物質は、Ｃ（ダイアモンド、ＣＮＴ）の成分を含むことができる。前記熱拡散剤は前記支持部材１５１の内に１〜９９ｗｔ／％位で含まれることができるので、熱拡散効率のために５０％以上に添加できる。
【０１１２】
前記支持部材１５１はインキまたはペーストに高分子物質を混合して形成されることができ、前記高分子物質の混合方式は、ボールミール、油性ボールミール、インペラーミキシング、ビードミール（Bead Mill）、バスケットミール（Basket Mill）を用いる。この場合、均等な分散のために溶媒と分散剤が使われることができ、溶媒は粘度調節のために添加され、インキの場合は３〜４００Ｃｐｓ、ペーストの場合は１０００〜１百万Ｃｐｓが好ましい。また、その種類は、水、メタノール（Methanol）、エタノール（ethanol）、イソプロパノール（isopropanol）、ブチルカルビトール（butylcabitol）、ＭＥＫ、トルエン（toluene）、キシレン（xylene）、ジエチレングリコール（Diethylene Glycol；ＤＥＧ）、ホルムアミド（Formamide；ＦＡ）、α−テルピネオール （α−terpineol；ＴＰ）、γ−ブチロラクトン（γ−butylrolactone；ＢＬ）、メチルセルロソルブ（Methylcellosolve；ＭＣＳ）、プロピルメチルセルロソルブ（Propylmethylcellosolve；ＰＭ）のうち、単独または複数の組合を含むことができる。追加的に粒子間の結合を増加させるために、1- トリメチルシリル（Trimethylsilyl）but-1-yne-3-ol、アリトリメティルシラン（Allytrimethylsilane）、トリメチルシリルメタンスルホナート（Trimethylsilyl methanesulfonate）、トリメチルシリルトリクロロアセテート（Trimethylsilyl tricholoracetate）、メチルトリメチルシリルアセテート（Methyl trimethylsilylacetate）、メチルトリメチルシリルプロピオン酸（Trimethylsilyl propionic acid）などのシラン系列の添加物が入ることができるが、この場合、ゲル化（gelation）の危険性があるので、添加の選択は慎重を期しなければならない。
【０１１３】
ここで、製造工程上で、ソルダーバンプのような連結電極は予め製造してボンディングした後、前記連結電極の周りに支持部材を形成することができる。反対に、インキまたはペーストのような絶縁層はプリントまたはディスペンシングした後、硬化させた後、連結電極に相応する孔を形成した後、伝導性材質を詰めて連結電極を形成することができる。
【０１１４】
前記支持部材１５１の厚さは前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３の上面の高さと同一な高さを有する厚さで形成される。
【０１１５】
前記支持部材１５１は、前記第１連結電極１４１、前記第２連結電極１４３、前記第１電極１３５、及び前記第２電極１３７の周りに詰められるようになる。前記支持部材１５１の上面には前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の上面が露出される。
【０１１６】
前記支持部材１５１は絶縁性支持層であって、複数の連結電極１４１、１４３の周りを支持するようになる。即ち、前記複数の連結電極１４１、１４３は前記支持部材１５１の内に挿入された形態に配置される。
【０１１７】
前記支持部材１５１の厚さ（Ｔ１）は、前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の上面が露出される程度に形成される。前記支持部材１５１に対して所定温度、例えば２００℃±１００℃内で硬化され、このような硬化温度は半導体層に影響を与えない範囲である。
【０１１８】
ここで、前記基板１１１の厚さは３０μｍ以上の厚さ、または前記基板１１１の下面のポリッシング過程を経て３０μｍ〜１５０μｍ範囲の厚さで形成される。これは、発光素子１００の内に前記基板１１１の反対側に別途の支持部材１５１をさらに具備することによって、基板１１１が光を放出する層として使われるので、前記基板１１１の厚さはより薄く加工できる。ここで、前記支持部材１５１、前記第１連結電極１４１、及び第２連結電極１４３の表面をＣＭＰ（chemical mechanical polishing）工程のようなポリッシング工程を遂行することができる。他の例として、前記支持部材１５１を形成した後、前記支持部材１５１の上に電極孔を各々形成し、前記電極孔を通じて第１連結電極及び第２連結電極を形成して完成することができる。
【０１１９】
図７のように製造された発光素子を１８０度回転させた後、図８のように前記基板１１１の上面Ｓ１、即ち半導体層が形成された面（下面）の反対側の面には第１エッチング方式により複数の突起１１を有する第１パターン部を形成するようになる。前記第１エッチング方式は、湿式エッチング及びドライエッチングのうちの少なくとも１つに利用できる。前記第１パターン部が形成されれば、前記基板１１１の上部を通じて第２エッチング方式により処理して複数の凹部１２を有する第２パターン部を形成するようになる。前記第２エッチング方式は、湿式エッチング及びドライエッチングのうちの少なくとも１つが利用できる。前記凹部１２は前記突起１１に形成され、また前記基板１１１の上面領域のうち、平坦な面にも形成できる。前記凹部１２のサイズは突起１１のサイズより１／２または５０％以下のサイズに形成されることができ、これの詳細な説明は図１を参照することにする。ここで、前記湿式エッチング方式を用いて不規則的な間隔を有する凹部または突起を形成することができ、ドライエッチング方式を用いて周期的なまたは不規則的な間隔を有する凹部または突起を形成することができる。
【０１２０】
図９の発光素子は個別チップ単位でスクライビング、ブレーキングまたは／及びカッティングして、図１のような個別発光素子に提供できる。前記発光素子はウエハレベルでパッケージングされることで、モジュール基板の上に別途のワイヤー無しでフリップボンディング方式により搭載できる。図９の発光素子は、図１０のようにモジュール基板１７０の上に搭載されて発光モジュールのような装置に利用できる。
【０１２１】
前記支持部材１５１の上面面積は、前記基板１１１の下面面積より同一な面積であることがあり、その厚さは前記各電極１３５、１３７の上面より高く形成される。
【０１２２】
図１０は、図１の発光素子が搭載された発光装置を示す図である。
【０１２３】
図１０を参照すると、発光素子１００は、モジュール基板１７０の上にフリップ方式により搭載される。
【０１２４】
前記モジュール基板１７０は、金属層１７１の上に絶縁層１７２が配置され、前記絶縁層１７２の上に第１電極パッド１７３及び第２電極パッド１７４が形成され、前記第１電極パッド１７３及び第２電極パッド１７４はランドパターンであって、電源を供給してくれるようになる。前記絶縁層１７２の上には前記電極パッド１７３、１７４の領域を除外した領域に保護層１７５が形成され、前記保護層１７５はソルダーレジスト（Solder resist）層、反射層、または絶縁層であって、白色または緑色保護層を含む。前記保護層１７５は光を効率的に反射させて、反射光量を改善させることができる。
【０１２５】
前記モジュール基板１７０は、回路パターン（図示せず）を含む印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）でありうる。但し、前記モジュール基板１７０は樹脂系列のＰＣＢ、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、これに対して限定するものではない。
【０１２６】
前記第１電極パッド１７３の上には前記発光素子１００の第１連結電極１４１が対応され、前記第２電極パッド１７４の上には前記発光素子１００の第２連結電極１４３が対応される。前記第１電極パッド１７３と前記第１連結電極１４１とはボンディング物質１７７によりボンディングされ、前記第２電極パッド１７４及び前記第２連結電極１４３はボンディング物質１７７によりボンディングされる。
【０１２７】
前記発光素子１００は、前記第１電極パッド１７３及び第２電極パッド１７４から供給された電源により動作し、発生された熱は前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３を通じて伝導された後、前記支持部材１５１の全表面を通じて放熱できる。前記支持部材１５１の下面は前記モジュール基板１７０の上面から離隔し、その離隔した距離は前記ボンディング物質１７７の厚さ位に離隔できる。
【０１２８】
前記発光素子１００の第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び支持部材１５１の下面と前記モジュール基板１７０の上面との間の間隔は、同一な間隔で形成される。
【０１２９】
前記モジュール基板１７０の上には１つの発光素子１００を搭載した構成に対して開示したが、複数の発光素子をアレイすることができ、これに対して限定するものではない。
【０１３０】
図１１は、本発明の第２実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０１３１】
図１１を参照すると、発光素子は、前記支持部材１５１の反対側基板１１１の表面、即ち光出射面に形成された蛍光体層１６１を含む。前記蛍光体層１６１は蛍光フィルム、または塗布された層であることがあり、単層または多層で形成される。
【０１３２】
前記蛍光体層１６１は、透光性樹脂層の内に蛍光体が添加される。前記透光性樹脂層はシリコンまたはエポキシのような物質を含み、前記蛍光体はＹＡＧ、ＴＡＧ、シリケート（Silicate）、ナイトライド（nitride）、オキシ−ナイトライド（Oxy-nitride）系物質のうちから選択的に形成される。前記蛍光体は、赤色蛍光体、黄色蛍光体、緑色蛍光体のうちの少なくとも１つを含み、前記活性層１１７から放出された光の一部を励起させて異なる波長で発光するようになる。
【０１３３】
前記蛍光体層１６１は、前記基板１１１の上面Ｓ１、前記基板１１１及び前記発光構造物１２０の少なくとも一側面Ｓ２に形成される。前記蛍光体層１６１の厚さは１〜１００，０００μｍで形成され、他の例として１〜１０，０００μｍの厚さで形成される。前記蛍光体層１６１の厚さは発光構造物１２０の厚さ方向の長さでありうる。
【０１３４】
前記蛍光体層１６１は互いに異なる蛍光体層を含むことができ、前記互いに異なる蛍光体層は、第１層は、赤色、黄色、緑色蛍光体層のいずれか１つの蛍光体層であり、第２層は、前記第１層の上に形成され、前記第１層と異なる蛍光体層で形成される。前記蛍光体層１６１は重畳されない第１領域と第２領域に互いに異なる蛍光体層を配置することができる。前記蛍光体層１６１と前記発光構造物の側面には保護のための透光性樹脂材質の保護層がさらに形成されることができ、これに対して限定するものではない。
【０１３５】
前記基板１１１と前記蛍光体層１６１との間の領域には前記基板１１１の上面より第１深さに凹な第１凹部１１Ａを有する第１凹凸構造の第１パターン部と、前記凹部１１Ａのサイズより５０％以下に小さいサイズを有する第２凹部１２を有する第２凹凸構造の第２パターン部を含み、前記第１凹部１１Ａは、凹部、溝部、またはリセス部として定義することができ、前記第２凹部１２は前記第１凹部１１Ａ及び上面Ｓ１に凹及び凸に形成された微細凹凸またはラフネスを含む。これによって、前記基板１１１の上面Ｓ１は複数の第１凹部１１Ａを有する凹凸構造に微細凹凸構造が形成される。前記微細凹凸の間隔は第１凹部１１Ａの間隔より狭い間隔で形成される。前記第２凹部１２の内には前記蛍光体層１６１が配置される。
【０１３６】
前記第１凹部１１Ａと第２凹部１２により光指向角が変換されて、前記基板１１１の上部を通じて抽出される光量を増加させることができる。これによって、前記基板１１１の上部への光抽出効率が改善されることによって、前記蛍光体層１６１による色混合が改善できる。
【０１３７】
図１２は、本発明の第３実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【０１３８】
図１２を参照すると、前記基板１１１の上部には複数の突起１１Ｂが形成され、前記複数の突起１１Ｂは前記支持部材１５１の反対側方向に突出して、前記基板１１１を通じて入射される光の臨界角を変化させるようになる。これによって、発光素子の光抽出効率は改善できる。前記突起１１Ｂは、半球型レンズ形状、多角形状の構造物がストライプ形態に配列できる。前記突起１１Ｂの表面と前記基板１１１の上面には複数の凹部１２を有する第２パターン部が形成される。前記第２パターン部は微細凹凸またはラフネスに形成され、これに対して限定するものではない。前記凹部１２の内には前記蛍光体層１６２が配置される。
【０１３９】
前記基板１１１の上面には蛍光体層１６２が配置され、前記蛍光体層１６２の下面は前記突起１１Ｂに沿って凹凸形状に形成され、上面はフラット形状または凹凸形状に形成される。前記蛍光体層１６２の下面は前記基板１１１の上面に接触するか、または離隔することがあり、これに対して限定するものではない。
【０１４０】
前記蛍光体層１６２は前記基板１１１の上面のみに形成されたり、前記基板１１１及び前記発光構造物１２０の側面にも形成され、これに対して限定するものではない。
【０１４１】
図１３は本発明の第４実施形態に従う発光素子を示す図であり、図１４は図１３の底面図である。
【０１４２】
図１３及び図１４を参照すると、支持部材１５２、１５２Ａの間には分離溝１５２Ｂが形成され、前記分離溝１５２Ｂは前記支持部材１５２、１５２Ａを両側に分割させる。第１支持部材１５２は前記発光構造物１２０の一側の下に配置され、前記第１連結電極１４１の周りに形成される。第２支持部材１５２Ａは前記発光構造物１２０の他側の下に配置され、前記第２連結電極１４３の周りに形成される。
【０１４３】
前記分離溝１５２Ｂは前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間を物理的及び電気的に分離させ、下部の絶縁層１３３が露出される。
【０１４４】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａは絶縁性物質または伝導性物質で形成される。前記絶縁性材質は前述した熱拡散剤を有する樹脂材質であり、前記伝導性材質はカーボン（Carbon）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）のような伝導性物質または金属でも形成できる。前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａが伝導性材質の場合、前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の材質とは異なる材質で形成される。
【０１４５】
ここで、前記伝導性物質の第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとは分離溝１５２Ｂにより分離されることによって、電気的なショート問題を解決することができる。
【０１４６】
前記分離溝１５２Ｂは前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間の間隔（Ｄ６）を有し、その深さは前記第２支持部材１５２Ａの厚さ（Ｔ１）で形成される。前記分離溝１５２Ｂは、前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間の電気的な干渉を防止する。
【０１４７】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａの下面は前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面と同一平面上に配置される。ここで、前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａが伝導性材質であっても、前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３を通じて搭載できる。
【０１４８】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間にはセラミック系列の絶縁物質がさらに配置され、前記セラミック系列の絶縁物質は前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａの下面と同一な水平面上に配置される。
【０１４９】
前記基板１１１の上面Ｓ１には複数の突起１１を有する第１パターン部、前記突起１１より小さなサイズを有する複数の凹部１２を有する第２パターン部を含む。前記基板１１１の上部に配置された前記蛍光体層１６１は前記基板１１１の上面Ｓ１に接触するか離隔することがあり、これに対して限定するものではない。前記凹部１２の内には前記蛍光体層１６１が配置される。
【０１５０】
図１５は本発明の第５実施形態に従う発光素子を示す側断面図であり、図１６は図１５の発光素子の底面図である。
【０１５１】
図１５及び図１６を参照すると、発光素子は複数の支持部材１５３、１５３Ａを含み、前記複数の支持部材１５３、１５３Ａは各連結電極１４１、１４３の周りに形成される。第１連結電極１４１の周りは第１支持部材１５３によりカバーされ、前記第２連結電極１４３の周りは第２支持部材１５３Ａによりカバーされる。前記第１及び第２支持部材１５３、１５３Ａの材質は絶縁性材質または伝導性材質でありうる。
【０１５２】
前記第１支持部材１５３の幅（Ｗ３）は前記第１連結電極１４１の幅より広く形成されることによって、前記第１支持部材１５３は熱伝導及び電気的な伝導経路に使われることができる。前記第２支持部材１５３Ａの幅（Ｗ４）は前記第２連結電極１４３の幅より広く形成されることによって、前記第２支持部材１５３Ａは熱伝導及び電気的な伝導経路に使われることができる。
【０１５３】
前記第１支持部材１５３及び前記第２支持部材１５３Ａの間の間隔（Ｄ７）は発光構造物１２０のいずれか一辺の長さの１／２以上離隔できる。
【０１５４】
前記第１支持部材１５３と前記第２支持部材１５３Ａとの間にはセラミック系列の絶縁物質がさらに配置され、前記セラミック物質の絶縁物質は前記第１支持部材１５３と前記第２支持部材１５３Ａの下面と同一な水平面上に配置される。前記第１及び第２支持部材１５３、１５３Ａの間には絶縁物質が詰められることができ、これに対して限定するものではない。
【０１５５】
図１５のように前記基板１１１と前記蛍光体層１６１との間には透光性樹脂層１６０がさらに形成され、前記透光性樹脂層１６０は前記基板１１１の屈折率より低い樹脂材質、例えばシリコンまたはエポキシのような材質で形成される。
【０１５６】
前記基板１１１の上面Ｓ１には突起１１を有する第１パターン部と、前記突起１１よりサイズの小さい凹部１２を有する第２パターン部が形成され、前記突起１１の間に前記透光性樹脂層１６０が配置される。前記透光性樹脂層１６０の厚さは前記基板１１１の上面Ｓ１と前記蛍光体層１６１の下面との間の距離であって、前記突起１１の厚さ（または、高さ）と同一であるか、より高いか低く形成される。また、前記透光性樹脂層１６０は、前記蛍光体層１６１を前記基板１１１の上部に接着させることができ、前記基板１１１を通じて前記透光性樹脂層１６０に進行する光の界面損失を最小化させることができる。前記突起１１に配置された凹部１２には前記蛍光体層１６１が配置され、前記凹部１２の内には透光性樹脂層１６０が配置される。
【０１５７】
図１７は、本発明の第６実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０１５８】
図１７を参照すると、第１連結電極１４１Ａの幅（Ｗ５）は前記第１電極１３５の幅より広く形成され、前記第１連結電極１４１Ａ及び前記第１電極１３５の側面は前記発光構造物１２０及び前記基板１１１の側面と同一平面上に配置される。前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）は前記第１導電型半導体層１１５のエッチ領域が露出されるようにエッチングできる。前記発光構造物１２０のエッジ領域は前記第１導電型半導体層１１５のエッジ領域に沿って前記発光構造物１２０の側面から所定間隔（Ｄ８）で離隔し、ループ形状に形成される。前記第１電極１３５の一部１３５Ａは前記第１電極１３５に連結され、前記第１導電型半導体層１１５のエッジ領域に沿ってループ形状に形成され、前記ループ形状はオープンループまたは閉ループ形状でありうる。
【０１５９】
前記第２連結電極１４３Ａの幅（Ｗ６）は前記第２連結電極１３７の幅より広く形成される。
【０１６０】
前記蛍光体層１６１の表面１６１Ａはラフネスのような光抽出構造で形成される。
【０１６１】
前記蛍光体層１６１と前記基板１１１との間に透光性樹脂層１６０が配置される。前記透光性樹脂層１６０は、前記基板１１１の突起１１と、前記基板１１１の上面Ｓ１に接触されるように形成され、凹部１２の内に配置される。
【０１６２】
図１８は、本発明の第７実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０１６３】
図１８を参照すると、基板１１１の上面に蛍光体層１６３が形成され、前記蛍光体層１６３の上にレンズ１６４が形成される。前記基板１１１の上面Ｓ１には、複数の突起１１を有する第１パターン部と、前記突起１１のサイズより小さなサイズを有する複数の凹部１２を有する第２パターン部が形成される。前記蛍光体層１６３は前記基板１１１の上面に所定厚さで形成され、前記蛍光体層１６３は前記第２パターン部の凹部１２の内に配置され、これに対して限定するものではない。
【０１６４】
前記レンズ１６４は、前記蛍光体層１６３の上に凸レンズ形状に形成される。前記レンズ１６４の形状は、他の例として、凹レンズ、凹凸パターンを有する非球面レンズ形状を含むことができる。また、前記レンズ１６４は、他の例として、上面または／及び下面中心部が凹な全反射面を有するレンズ形状に形成される。
【０１６５】
前記反射電極層１３１の下には複数の第２電極１３７が形成され、前記複数の第２電極１３７の下には第２連結電極１４３が各々配置される。前記第２連結電極１４３の間は所定間隔（Ｔ３）で離隔し、発光素子の底面から見ると、ドットマトリックスのような形態に配置される。前記支持部材１５１は、前記第１連結電極１４１及び複数の第２連結電極１４３の間に配置されて、絶縁性支持層として機能するようになる。前記発光構造物１２０の下に複数の第２連結電極１４３が配置されることによって、前記支持部材１５１の強度を補強することができ、電気的な接触効率は改善できる。また、前記発光素子の第２連結電極１４３での接合不良を防止することができる。実施形態は、前記第１連結電極１４１が複数で形成され、これに対して限定するものではない。
【０１６６】
図１９は、本発明の第８実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０１６７】
図１９を参照すると、発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）はエッチング領域であって、互いに異なる領域で第１導電型半導体層１１５を露出させる。前記第１導電型半導体層１１５の下には第１電極１３５が各々形成され、前記反射電極層１３１の下には第２電極１３７が各々形成される。前記第１電極１３５と第２電極１３７とが交互に配置されて、電流を均一に供給することができる。前記蛍光体層１６５は前記基板１１１の上に形成される。前記発光構造物１２０は複数のセルで形成されることによって、輝度を改善させることができる。前記基板１１１の上面Ｓ１には複数の突起１１を有する第１パターン部と、前記突起１１のサイズより小さなサイズを有する複数の凹部１２を有する第２パターン部が形成される。前記基板１１１と前記蛍光体層１６５との間に透光性樹脂層１６０が配置され、前記透光性樹脂層１６０は前記突起１１と凹部１２に接触され、前記蛍光体層１６５を接着させることができる。
【０１６８】
図２０は、本発明の第９実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。第９実施形態を説明するに当たって、第１実施形態と同一な部分は同一な符号で処理し、重複説明は省略する。
【０１６９】
図２０を参照すると、発光素子は発光構造物１２０の下に反射電極層１３０及び第２電極パッド１３２が配置され、前記反射電極層１３０は前記第２導電型半導体層１１９の下にオーミック及び反射電極として機能し、前記第２電極パッド１３２は層またはパターン形状を含む。前記発光構造物１２０の上に基板１１１が配置され、前記基板１１１の上面Ｓ１には複数の突起１１を有する第１パターン部と、前記突起１１のサイズより小さなサイズを有する複数の凹部１２を有する第２パターン部が形成される。前記第１パターン部の構造と前記第１パターン部の内に形成される第２パターン部の構造は変更されることができ、前記の構造に限定するものではない。
【０１７０】
前記第１導電型半導体層１１５の下には第１電極パッド１３４が配置され、前記第１電極パッド１３４は前記第１導電型半導体層１１５に接触され、前記第１電極ボンディング層１３６と前記第１導電型半導体層１１５との間に接合される。前記第１電極ボンディング層１３６は前記第１電極パッド１３４と前記第１連結電極１４１との間に接合され、電気的に連結させる役割をする。前記第１電極ボンディング層１３６は第１接合電極１３６Ａ及び前記第１接合電極１３６Ａの下に第２接合電極１３６Ｂを含み、前記第１接合電極１３６Ａは前記第１電極パッド１３４と接合され、前記第２接合電極１３６Ｂは前記第１連結電極１４１と前記第１接合電極１３６Ａとの間に接合される。
【０１７１】
前記第１電極パッド１３４は後述する第２電極パッド１３２の積層構造と同一な物質及び厚さ範囲を有する構造で形成され、例えば前記第１電極パッド１３４及び第２電極パッド１３２は、接着層、前記接着層の下に反射層、前記反射層の下に拡散防止層、前記拡散防止層の下にボンディング層を含む。前記第１電極ボンディング層１３６は前記第１連結電極１４１と第１電極パッド１３４との間に接合されて、前記第１連結電極１４１と前記第１電極パッド１３４との接合を改善させることができる。
【０１７２】
前記第１電極ボンディング層１３６の第１接合電極１３６Ａは、前記第１連結電極１４１に接合された第２接合電極１３６Ｂと接合されることで、前記第１連結電極１４１の物理的な接合と電気的な連結を改善させることができる。
【０１７３】
前記第２導電型半導体層１２０の下面には反射電極層１３０が形成され、前記反射電極層１３０の下には第２電極パッド１３２が形成される。前記反射電極層１３０の下面面積は前記第２電極パッド１３２の上面面積と同一または小さいことがあり、これに対して限定するものではない。前記第２電極パッド１３２と前記第２連結電極１４３との間には第２電極ボンディング層１３８が形成されて、前記第２電極パッド１３２と第２連結電極１４３との間の接合力を改善させることができる。
【０１７４】
前記第２電極ボンディング層１３８は、前記第２電極パッド１３２と前記第２連結電極１４３とを連結させる役割をする。前記第２電極ボンディング層１３８は、第３接合電極１３８Ａ及び前記第３接合電極１３８Ａの下に第４接合電極１３８Ｂを含む。前記第３接合電極１３８Ａは前記第２電極パッド１３２と接合され、前記第４接合電極１３８Ｂは前記第２連結電極１４３と前記第３接合電極１３８Ａとの間に接合される。
【０１７５】
前記第２電極ボンディング層１３８は前記第２連結電極１４３と第２電極パッド１３２との間に接合されて、前記第２連結電極１４３と前記第２電極パッド１３２との接合を改善させることができる。前記第１電極パッド１３４は第１電極であり、前記第２電極パッド１３２は第２電極として機能するようになる。
【０１７６】
図２１は、本発明の実施形態に従う反射電極層及び第２電極パッドの一例を示す図である。
【０１７７】
図２１を参照すると、反射電極層１３０は、オーミック接触層１、前記オーミック接触層１の下に反射層２、前記反射層２の下に拡散防止層３、前記拡散防止層３の下に保護層４を含む。
【０１７８】
前記オーミック接触層１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）、ＳｎＯ、ＩｎＯ、ＩＮＺｎＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びこれらうちの２以上の合金のうちから選択され、少なくとも１層に形成される。前記オーミック接触層１の厚さは１〜１，０００Åで形成される。
【０１７９】
前記反射層２は前記オーミック接触層１の下に反射率が７０％以上の物質、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｉｒの金属と前記の金属のうちの２以上の合金のうちから選択できる。前記反射層２の金属は前記第２導電型半導体層の下にオーミック接触され、この場合、前記オーミック接触層１は形成しないことがある。前記反射層２の厚さは１〜１０，０００Åで形成される。
【０１８０】
前記拡散防止層３は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらうちの２以上の合金のうちから選択できる。前記拡散防止層３は互いに異なる層の境界で層間拡散を防止するようになる。前記拡散防止層３の厚さは１〜１０，０００Åで形成される。
【０１８１】
前記保護層４は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらうちの２以上の合金のうちから選択され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記反射電極層１３０は、オーミック接触層１、拡散防止層３、及び保護層４のうち、少なくとも１つを含まないことがある。
【０１８２】
前記第２電極パッド１３２は、接着層５、前記接着層５の下に反射層６、前記反射層６の下に拡散防止層７、前記拡散防止層７の下にボンディング層８を含む。前記接着層５は前記反射電極層１３０に接着され、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１，０００Åで形成される。前記反射層６は前記接着層５の下に形成され、その物質はＡｇ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記拡散防止層７は前記反射層６の下に形成され、その物質はＮｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åを含む。前記ボンディング層８は、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記第２電極パッド１３０は前記反射層６を含まないことがある。
【０１８３】
前記反射電極層１３０及び第２電極パッド１３２のうちの少なくとも１つは、図１またはその以外の他の実施形態に開示された反射電極層及び第２電極パッドに同一に適用され、これに対して限定するものではない。
【０１８４】
図２２は、図２０の電極ボンディング層の一例を示す図である。
【０１８５】
図２２を参照すると、前記第２電極ボンディング層１３８は第３接合電極１３８Ａ及び第４接合電極１３８Ｂを含み、前記第３接合電極１３８Ａは少なくとも３個の金属層で形成される。前記第３接合電極１３８Ａは、接着層２１、前記接着層２１の下に支持層２２、前記支持層２２の下に保護層２３を含む。前記接着層２１は第２電極パッドと接着され、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ、及びこれらのうちの２以上の合金のうちで形成され、その厚さは１〜１，０００Åで形成される。前記支持層２２は前記接着層２１の厚さより厚く形成された層であって、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びこれらのうちの２以上の合金のうちから選択的に形成され、その厚さは１〜５００，０００Åの範囲で、他の例として１，０００〜１０，０００Åの厚さで形成される。前記保護層２３は前記第１導電型半導体層に及ぼす影響を保護するための層であって、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらのうちの２以上の合金のうちから選択的に形成され、その厚さは１〜５０，０００Åで形成される。
【０１８６】
前記第３接合電極１３８Ａの接着層２１と支持層２２の積層周期は反復的に積層され、その積層周期は１周期以上に形成される。
【０１８７】
前記第４接合電極１３８Ｂは少なくとも３個の金属層で形成され、接着層２４、前記接着層２４の下に拡散防止層２５、前記拡散防止層２５の下にボンディング層２６を含む。前記接着層２４は前記第３接合電極１３８Ａと接着された層であって、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ、及びこれらうちの２以上の合金のうちから選択され、その厚さは１〜１，０００Åで形成される。前記拡散防止層２５は層間拡散を防止するための層であって、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらの２以上の合金のうちから選択され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記ボンディング層２６は第１連結電極とのボンディングのための層であって、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらうちの２以上の合金のうちから選択され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記第４接合電極１３８Ｂの接着層２４と拡散防止層２５の積層周期は反復的に積層され、その積層周期は１周期以上に形成される。図２２の第２電極ボンディング層の構造は図１またはその以外の他の実施形態の電極に適用され、これに対して限定するものではない。
【０１８８】
図２３は、図２０の第１電極ボンディング層の一例を示す図である。
【０１８９】
図２３を参照すると、前記第１電極ボンディング層１３６は第１接合電極１３６Ａ及び第２接合電極１３６Ｂを含み、前記第１接合電極１３６Ａは図２０の第３接合電極１３８Ａと同一な金属層、例えば接着層３１、前記接着層３１の下に支持層３２、前記支持層３２の下に保護層３３の積層構造で形成される。前記第２接合電極１３６Ｂは図２０の第２接合電極１３８Ｂと同一な金属層、例えば接着層３４、前記接着層３４の下に拡散防止層３５、前記拡散防止層３５の下にボンディング層３６の積層構造を含む。これによって、前記第１接合電極１３６Ａは前記第１電極パッドと前記第２接合電極１３６Ｂとの間に配置され、前記第２接合電極１３６Ｂは前記第１接合電極１３６Ａと第１連結電極１４１との間に配置される。第１接合電極１３６Ａ及び第２接合電極１３６Ｂは図２２の第３接合電極及び第４接合電極の積層構造を参照することにする。図２３の第１電極ボンディング層の構造は図１の第１電極またはその以外の他の実施形態に適用され、これに対して限定するものではない。
【０１９０】
図２４は、図２０の第２電極ボンディング層の他の例である。
【０１９１】
図２０及び図２４を参照すると、前記第２電極ボンディング層１３８の第３接合電極１３８Ａの上面は前記第２電極パッド１３２の下面の面積と同一な面積で形成される。前記第２電極ボンディング層１３８の第３接合電極１３８Ａの上面面積は前記第４接合電極１３８Ｂの上面面積よりは大きく、前記第２電極の下面面積以下に形成される。図２４の第２電極パッド及び第２電極ボンディング層の構造は図１またはその以外の他の実施形態の電極に適用され、これに対して限定するものではない。
【０１９２】
図２５は、図１の発光素子が搭載された発光素子パッケージを示す図である。
【０１９３】
図２５を参照すると、発光素子パッケージ２００は、胴体部２１１、前記胴体部２１１に設置された第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７、モールディング部材２１９、及び発光素子１００を含む。
【０１９４】
前記胴体部２１１は高反射樹脂系列（例；ＰＰＡ）、ポリマー系列、プラスチック系列のうちから選択的に射出成形されるか、単層または多層の基板積層構造で形成される。前記胴体部２１１は上部が開放されたキャビティ２１２を含み、前記キャビティ２１２の周り面は傾斜するか、キャビティ底面に対して垂直するように形成される。
【０１９５】
前記キャビティ２１２には第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７が配置され、前記第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７は互いに離隔する。
【０１９６】
前記第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７の上に発光素子１００がフリップ方式によりボンディングされる。即ち、前記発光素子１００の第１連結電極１４１は第１リード電極２１５にボンディングされ、前記第２連結電極１４３は第２リード電極２１７にボンディングされる。
【０１９７】
前記第１リード電極２１５及び前記第２リード電極２１７の上面と前記発光素子１００の下面、即ち第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び前記支持部材１５１の下面の間の間隔は同一な間隔で形成される。
【０１９８】
前記発光素子１００の支持部材１５１は、前記第１リード電極２１５及び前記第２リード電極２１７の上に離隔し、全表面を通じて放熱する。
【０１９９】
前記キャビティ２１２の内にはモールディング部材２１９が形成され、前記モールディング部材２１９はシリコンまたはエポキシのような透光性樹脂材質で形成され、蛍光体を含むことができる。
【０２００】
前記発光素子１００の内部で発生した光は発光素子１００の上面及び側面を通じて大部分の光が抽出され、前記抽出された光は前記モールディング部材２１９を通じて外部に放出できる。ここで、前記発光素子１００の上面に図１のように形成された第１パターン部と第２パターン部により基板の上面を通じた光抽出効率はより改善できる。
【０２０１】
前記発光素子パッケージ２００は、前記に開示された実施形態の発光素子のうちの１つまたは複数で搭載することができ、これに対して限定するものではない。前記発光素子パッケージは蛍光体層を有する他の実施形態の発光素子が搭載された場合、前記モールディング部材２１９の内に別途の蛍光体を添加しないことがあり、互いに異なる蛍光体または互いに類似なカラーを発光する蛍光体を添加することができる。
【０２０２】
図２６は、本発明の第１０実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０２０３】
図２６を参照すると、発光素子１０１は、第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、第２導電型半導体層１１９、反射電極層１３１、絶縁層１３３、第１電極１３５、第２電極１３７、第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び支持部材１５１を含む。
【０２０４】
前記発光素子１０１は上面は第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３であり、下面は支持部材１５１の下面となる。前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３と前記支持部材１５１の下面は互いに反対側の面に対応する。前記発光素子１０１は図１の構造から基板が除去されることによって、全体厚さが薄くなることができるが、前記支持部材１５１の厚さをより増加させてくれて発光素子１０１を支持するようにすることができる。
【０２０５】
前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３には複数の突起１３を有する第３凹凸構造の第３パターン部と、前記第１凹凸構造の上に複数の凹部１４を有する第４凹凸構造の第４パターン部を含む。前記第４凹凸構造は前記第３凹凸構造の上に前記突起１３のサイズより小さなサイズを有する微細凹凸に形成される。
【０２０６】
前記第３パターン部の突起１３は前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３から突出する形状または陽刻形状に形成される。他の例として、前記第３パターン部は前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３より低い深さに凹な形状または陰刻形状の凹部を含むことができる。前記第４パターン部の凹部１４は前記突起１３の表面と前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３に前記突起１１のサイズより小さなサイズに陰刻形状または凹な形状に形成される。他の例として、前記第４パターン部は陽刻形状または凹な形状を有し、前記突起１３のサイズより小さなサイズの微細突起で形成される。
【０２０７】
前記第３パターン部は陽刻形状の突起１３と陰刻形状を有する平坦な上面を有する第１凹凸構造を含み、前記第４パターン部は前記第１凹凸構造の上に陰刻形状を有する第２凹凸構造を含む。
【０２０８】
前記第３パターン部の配列形状は上面から見てマトリックス形態または格子形態に形成される。
【０２０９】
前記の実施形態は説明の便宜のために、前記第３パターン部は突起１１として説明し、前記第４パターン部は凹一構造を有する凹部１２として説明することにし、これに対して限定するものではない。前記発光素子１０１の最上層は第１導電型半導体層１１５が配置された構造として説明したが、第１半導体層が配置され、これに対して限定するものではない。
【０２１０】
前記第１導電型半導体層１１５の下面には活性層１１７が形成され、前記下面の反対側の上面Ｓ３には前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３より上方に突出した複数の突起１３及び前記複数の突起１３に形成された凹部１４を含む。前記複数の突起１３は側断面が半球形状、円錐形状、多角錐形状、円柱または多角柱のような柱形状、または錐台形状のような形状に形成される。前記各突起は上面視して、円形状、多角形状、球面と角面とが混合された形状を含むことができる。
【０２１１】
前記凹部１４は前記各突起１３の表面より凹な形状に形成され、その側断面が半球形状、円錐形状、多角錐形状、円柱または多角柱のような柱形状、または錐台形状のような形状に形成される。前記各凹部１４は上面視して、円形状、多角形状、球面と角面とが混合された形状を含むことができる。前記凹部１４は前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３から前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３より凹に形成される。前記凹部１４の最大幅は前記突起１３の最大幅より小さく形成される。
【０２１２】
前記凹部１４のサイズは前記突起１３のサイズに比べて５０％以下の小さなサイズに形成され、例えば１／２〜１／１００範囲のサイズに形成される。前記突起１３のサイズは突起１４の最大幅、一辺の長さ、半径、厚さ、または高さ（Ｌ４）のうちの少なくとも１つであることがあり、前記凹部１４のサイズは前記凹部１４の最大幅、各辺の長さ、高さまたは深さ、半径、または厚さのうち、少なくとも１つでありうる。
【０２１３】
前記突起１３の幅または厚さ（Ｌ４）は０．１μｍ−１０μｍ範囲で形成される。前記突起１３の厚さ（Ｌ４）は、例えば前記第１導電型半導体層１１５の厚さより小さなサイズであって、０．１μｍ−３μｍ範囲で形成される。ここで、前記突起１３の幅は前記突起１３の厚さまたは高さより大きいことがあり、これに対して限定するものではない。前記凹部１４の幅、即ち最大幅は前記突起１３の幅より小さな幅、例えば０．１ｎｍ−１００ｎｍ範囲で形成されたり、不規則な場合、０．１ｎｍ−１００μｍ範囲で長く形成される。前記突起１３間の周期（Ｌ１）は０．１μｍ−１００μｍ範囲で形成され、前記凹部１４の間の周期は０．１μｍ−１００μｍ範囲で形成される。
【０２１４】
前記突起１３は入射される光の臨界角を変換させ、前記凹部１４は前記突起１３から入射される光と前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３に入射される光の臨界角を変換させるようになる。前記第１導電型半導体層１１５の上部に互いに異なる第３パターン部と第４パターン部を形成してくれることによって、入射される光の全反射割合を低めて光抽出効率を改善させることができる。
【０２１５】
前記突起１３は、一定の周期（Ｌ３）で形成されたり、ランダムな間隔で形成され、前記凹部１２は一定の周期で形成されたり、ランダムな間隔で形成される。ここで、前記第２パターン部の微細凹凸の間隔は前記突起１３の周期（Ｌ３）より狭い間隔で形成される。実施形態の第３パターン部と第４パターン部は発光構造物１２０の上に基板が除去されることによって、光の飛行経路が短くなって内部で進行する光が全反射されて損失される量が増加することを改善させることができる。
【０２１６】
前記第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、及び第２導電型半導体層１１９は、発光構造物１２０として定義できる。前記発光構造物１２０は、ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体を含み、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を有し、紫外線帯域から可視光線帯域の波長範囲の内で所定のピーク波長を発光することができる。
【０２１７】
前記発光素子１０１は、前記第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、及び前記第２導電型半導体層１１９を発光構造物１２０として定義することができ、前記発光構造物は、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１つの構造で具現できる。ここで、前記ＰはＰ型半導体層であり、前記ＮはＮ型半導体層であり、前記−はＰ型半導体層とＮ型半導体層とが直接接触されるか間接接触された構造を含む。以下、説明の便宜のために、発光構造物１２０の最上層は第２導電型半導体層１１９として説明することにする。
【０２１８】
前記発光素子１０１は、図１の発光素子から基板が除去された構造であり、トップ側に前記第１導電型半導体層１１５の上面が配置される。
【０２１９】
前記第２導電型半導体層１１９の下には反射電極層１３１が形成される。前記反射電極層１３１は、オーミック接触層、反射層、拡散防止層、及び保護層のうち、少なくとも１つを含む。前記反射電極層１３１は、オーミック接触層／反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、オーミック接触層／反射層／保護層の構造で形成されたり、反射層／拡散防止層で形成されたり、反射層で形成される。このような反射電極層１３１は、前記反射電極層１３１は図２１を参照することにする。
【０２２０】
前記反射電極層１３１は透光性電極層／反射層の積層構造を含むことができ、前記透光性電極層は、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）、ＳｎＯ、ＩｎＯ、ＩＮＺｎＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘのグループのうちから選択できる。前記透光性電極層の下には反射層が形成され、前記反射層は第１屈折率を有する第１層と第２屈折率を有する第２層とが交互に２ペア以上積層された構造を含み、前記第１及び第２屈折率は互いに異なり、前記第１層と第２層は１．５−２．４の間の物質、例えば伝導性または絶縁性物質で形成され、このような構造はＤＢＲ（distributed bragg reflection）構造として定義できる。
【０２２１】
前記第２導電型半導体層１１９及び前記反射電極層１３１のうちの少なくとも１層の表面にはラフネスのような光抽出構造が形成され、このような光抽出構造は入射される光の臨界角を変化させて、光抽出効率を改善させることができる。
【０２２２】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は電源を供給するリード（lead）機能と放熱経路を提供するようになる。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は柱形状であることがあり、例えば球形、円柱または多角柱のような形状、またはランダムな形状を含むことができる。ここで、前記多角柱は等角であるか等角でないことがあり、これに対して限定するものではない。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の上面または下面形状は、円形、多角形を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面は上面と異なる面積に形成され、例えば前記下面面積は上面面積より大きいか小さいことがある。
【０２２３】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３のうちの少なくとも１つは、前記発光構造物１２０の下面幅よりは小さく形成され、前記各電極１３５、１３７の下面幅または直径よりは大きく形成される。
【０２２４】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の直径または幅は１μｍ〜１００，０００μｍで形成され、その高さは１μｍ〜１００，０００μｍで形成される。ここで、前記第１連結電極１４１の厚さ（Ｈ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ３）より長く形成され、前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面は同一な平面（即ち、水平面）の上に配置される。
【０２２５】
前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、いずれか１つの金属または合金を用いて単一層で形成され、前記の単一層の幅及び高さは１μｍ〜１００，０００μｍで形成され、例えば前記単層層の厚さは前記第２電極１４３の厚さより厚い高さで形成される。
【０２２６】
前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、及びこれら金属の選択的な合金のうち、いずれか１つで形成される。前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、前記第１電極１３５及び第２電極１３７との接着力の向上のためにＩｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの選択的な合金のうち、いずれか１つの金属でメッキできる。この際、メッキ厚さは１〜１００，０００Åが適用可能である。
【０２２７】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の表面にはメッキ層がさらに形成され、前記メッキ層はＴｉｎまたはその合金、Ｎｉまたはその合金、Ｔｉｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金で形成され、その厚さは０．５μｍ〜１０μｍで形成される。このようなメッキ層は他のボンディング層との接合を改善させることができる。
【０２２８】
前記絶縁層１３３は前記反射電極層１３１の下に形成される。前記絶縁層１３３は、前記第２導電型半導体層１１９の下面、前記第２導電型半導体層１１９及び前記活性層１１７の側面、前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）の下面に形成される。前記絶縁層１３３は、前記発光構造物１２０の下部領域のうち、前記反射電極層１３１、第１電極１３５及び第２電極１３７を除外した領域に形成されて、前記発光構造物１２０の下部を電気的に保護するようになる。
【０２２９】
前記絶縁層１３３は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、及び硫化物のうちの少なくとも１つで形成された絶縁物質または絶縁性樹脂を含む。前記絶縁層１３３は、例えばＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうちから選択的に形成される。前記絶縁層１３３は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記絶縁層１３３は発光構造物１２０の下にフリップボンディングのための金属構造物を形成する時、前記発光構造物１２０の下部表面に形成されて、前記発光構造物１２０の層間ショートを防止するために形成される。
【０２３０】
前記絶縁層１３３は前記反射電極層１３１の下面に形成されず、前記絶縁層１３３の発光構造物１２０の表面のみに形成される。これは、前記反射電極層１３１の下面には絶縁性の支持部材１５１が形成されることによって、前記絶縁層１３３を前記反射電極層１３１の下面まで延長しないことがある。
【０２３１】
前記絶縁層１３３は互いに異なる屈折率を有する第１層と第２層とが交互に配置されたＤＢＲ構造で形成され、前記第１層はＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうちのいずれか１つであり、前記第２層は前記第１層の以外の物質のうちのいずれか１つで形成される。
【０２３２】
前記絶縁層１３３は１００〜１０，０００Å厚さで形成され、多層構造で形成された場合、各層は１〜５０，０００Åの厚さ、または各層当たり１００〜１０，０００Åの厚さで形成される。ここで、前記多層構造の絶縁層１３３で各層の厚さは発光波長によって反射効率を変化させることができる。この場合、前記反射電極層は形成しないことがある。
【０２３３】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の材質は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、及びこれらの選択的な合金で形成される。また、前記第１連結電極１４１と前記第２連結電極１４３は前記第１電極１３５と前記第２電極１３７との接着力のために、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの合金を用いたメッキ層を含むことができ、前記メッキ層の厚さは１〜１００，０００Åで形成される。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は、ソルダーボールまたは金属バンプのような単一金属に使われることができ、これに対して限定するものではない。
【０２３４】
前記支持部材１５１は、発光素子１００を支持する支持層に使われる。前記支持部材１５１は絶縁性材質で形成され、前記絶縁性材質は、例えばシリコンまたはエポキシのような樹脂層で形成される。他の例として、前記絶縁性材質は、ペーストまたは絶縁性インキを含むことができる。前記絶縁性材質の材質は、その種類はポリアクリレート樹脂（polyacrylate resin）、エポキシ樹脂（epoxy resin）、フェノリック樹脂（phenolic resin）、ポリアミド樹脂（polyamides resin）、ポリイミド樹脂（polyimides resin）、不飽和ポリエステル樹脂（unsaturated polyesters resin）、ポリフェニレンエーテル樹脂（polyphenylene ether resin：ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキシド樹脂（polyphenilene oxide resin：ＰＰＯ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（polyphenylene sulfides resin）、シアネートエスター樹脂（cyanate ester resin）、ベンゾシクロブチン（benzocyclobutene：ＢＣＢ）、ポリアミド−アミノデンドリマー（Polyamido-amine Dendrimers：ＰＡＭＡＮ）、及びポリプロピレン−イミン（Polypropylene-imine：ＰＰＩ）デンドリマー（Dendrimers）、及びＰＡＭＡＮの内部構造及び有機−シリコンの外面を有するＰＡＭＡＮ−ＯＳ（organosilicon）を単独またはこれらの組合を含んだ樹脂で構成される。前記支持部材１５１は前記絶縁層１３３と異なる物質で形成される。
【０２３５】
前記支持部材１５１の内にはＡｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物のような化合物のうち、少なくとも１つが添加できる。ここで、前記支持部材１５１の内に添加された化合物は熱拡散剤であることがあり、前記熱拡散剤は所定サイズの粉末粒子、粒、フィラー（filler）、添加剤に使われることができ、以下、説明の便宜のために熱拡散剤として説明することにする。ここで、前記熱拡散剤は絶縁性材質または伝導性材質であることがあり、そのサイズは１Å〜１００，０００Åで使用し、熱拡散効率のために１，０００Å〜５０，０００Åのサイズで形成される。前記熱拡散剤の粒子形状は球形または不規則な形状を含むことができ、これに対して限定するものではない。
【０２３６】
前記熱拡散剤はセラミック材質を含み、前記セラミック材質は同時塑性される低温塑性セラミック（ＬＴＣＣ：low temperature co-fired ceramic）、高温塑性セラミック（ＨＴＣＣ：high temperature co-fired ceramic）、アルミナ（alumina）、水晶（quartz）、カルシウムジルコネート（calcium zirconate）、橄欖石（forsterite）、ＳｉＣ、黒鉛、溶融シリカ（fused silica）、ムライト（mullite）、菫青石（cordierite）、ジルコニア（zirconia）、ベリリア（beryllia）、及び窒化アルミニウム（aluminum nitride）のうち、少なくとも１つを含む。前記セラミック材質は窒化物または酸化物のような絶縁性物質のうち、熱伝導度が窒化物や酸化物より高い金属窒化物で形成され、前記金属窒化物は、例えば熱伝導度が１４０Ｗ／ｍＫ以上の物質を含むことができる。前記セラミック材質は、例えばＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ（ＳｉＣ−ＢｅＯ）、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＡｌＮのようなセラミック（Ceramic）系列でありうる。前記熱伝導性物質はＣ（ダイアモンド、ＣＮＴ）の成分を含むことができる。
【０２３７】
前記支持部材１５１は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記支持部材１５１は内部にセラミック物質の粉末を含むことによって、支持部材１５１の強度は改善され、熱伝導率も改善できる。
【０２３８】
前記支持部材１５１の内に含まれた熱拡散剤は１〜９９ｗｔ／％位の含量割合で添加され、効率的な熱拡散のために５０〜９９ｗｔ％範囲の含量割合で添加される。このような支持部材１５１の内に熱拡散剤が添加されることによって、内部での熱伝導率はより改善できる。また、前記支持部材１５１の熱膨脹係数は４−１１［ｘ１０６／℃］であり、このような熱膨脹係数はサファイア基板と同一または類似の熱膨脹係数を有するようになるので、製造工程時、成長基板であるサファイア基板の上に形成される発光構造物１２０との熱膨脹差によりウエハが撓みや欠陥の発生を抑制して発光素子の信頼性の低下を防止することができる。
【０２３９】
ここで、前記支持部材１５１の下面面積は前記発光構造物１２０の上面、即ち第１導電型半導体層１１５の上面面積と実質的に同一な面積で形成される。また、前記支持部材１５１の下面幅は前記第１導電型半導体層１１５の上面幅と同一な幅で形成される。図２７を参照すると、前記支持部材１５１の第１辺（Ｄ１）の長さは図２６の発光構造物１２０の第１辺の長さと実質的に同一であり、第２辺（Ｄ２）の長さは図２６の発光構造物１２０の第２辺の長さと実質的に同一に形成される。また、第１連結電極１４１と第２連結電極１４３との間の間隔（Ｄ５）は各電極パッドの間の間隔であって、発光素子１０１の一辺の長さの１／２以上離隔できる。
前記支持部材１５１の下面は実質的に平坦な面で形成されるか、不規則な面で形成され、これに対して限定するものではない。
【０２４０】
前記支持部材１５１の第１領域の厚さ（Ｔ１）は前記第２連結電極１４３の厚さより少なくても厚く形成される。他の例として、前記支持部材１５１の第１領域の厚さ（Ｔ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ２）より薄く形成され、これは前記絶縁層１３３の厚さを前記第２連結電極１４３の厚さより厚く形成することによって、前記支持部材１５１の厚さが薄くなる。前記支持部材１５１の第２領域の厚さ（Ｔ２）は前記第１連結電極１４１の厚さ（Ｔ２）より厚く形成される。前記支持部材１５１の厚さ（Ｔ１）は１μｍ〜１００，０００μｍ範囲で形成され、他の例として５０μｍ〜１，０００μｍ範囲で形成される。
【０２４１】
前記支持部材１５１の下面は前記第１電極１３５及び前記第２電極１３７の下面より低く形成され、前記第１連結電極１４１の下面、前記第２連結電極１４３の下面と同一な平面（即ち、水平面）上に配置される。
【０２４２】
前記支持部材１５１は、前記第１電極１３５、第２電極１３７、前記第１連結電極１４１、及び前記第２連結電極１４３の周り面に接触される。これによって、前記第１電極１３５、第２電極１３７、前記第１連結電極１４１、及び前記第２連結電極１４３から伝導された熱は前記支持部材１５１を通じて拡散され放熱される。この際、前記支持部材１５１は内部の熱拡散剤により熱伝導率が改善され、全表面を通じて放熱を遂行するようになる。したがって、前記発光素子１０１は熱による信頼性を改善させることができる。
【０２４３】
また、前記支持部材１５１の側面は前記発光構造物１２０及び前記基板１１１の側面と同一な平面（即ち、垂直面）上に配置される。
【０２４４】
前記の発光素子１０１はフリップ方式により搭載され、前記発光構造物１２０の上面方向に大部分の光が放出され、一部の光は前記発光構造物１２０の側面を通じて放出されるため、前記第１電極１３５及び第２電極１３７による光損失を減らすことができる。これによって、前記の発光素子１０１の光抽出効率及び放熱効率は改善できる。
【０２４５】
図２７乃至図２９は、図２６の発光素子の製造過程を示す図である。
【０２４６】
図２７を参照すると、図９のように製造されたウエハを１８０度回転させれば、図２７のように基板１１１が上に配置される。前記基板１１１をリフトオフするようになる。前記リフトオフ方式は物理的または／及び化学的方式により前記基板を除去することができる。前記物理的方式は所定波長のレーザーを前記基板１１１を通じて照射して除去することができる（ＬＬＯ：Laser lift off）。前記化学的方式は、前記基板１１１に孔を形成して前記基板１１１と前記第１導電型半導体層１１５との間の半導体層を湿式エッチングして除去することによって、前記基板１１１を発光構造物１２０から分離させることができる。
【０２４７】
図２７及び２８を参照すると、前記基板１１１が除去されれば、図１１のように第１半導体層１１３が露出され、前記第１半導体層１１３は湿式エッチング方式により除去することができる。他の例として、前記第１半導体層１１３は除去しないことがある。前記第１導電型半導体層１１５の上部に対して第１エッチング方式によりエッチングして、複数の突起１３を有する第３凹凸構造の第３パターン部を形成するようになる。前記第１エッチング方式は湿式エッチング及びドライエッチングのうち、少なくとも１つを含む。前記第３パターン部の一部は、前記第１導電型半導体層１１５の平坦な上面から凸な形状に形成されるか、凹な形状に形成される。
【０２４８】
図２９を参照すると、前記第１導電型半導体層１１５の上部に対して第２エッチング方式によりエッチングして複数の凹部１４を有する第４パターン部を形成するようになる。前記第４パターン部は湿式エッチング及びドライエッチングのうちの少なくとも１つを含み、第１導電型半導体層１１５の平坦な上面Ｓ３から突出するか凹に形成された凹部またはラフネスに形成される。前記第４パターン部により微細凹凸表面で形成される。
【０２４９】
発光素子１０１はウエハレベルでパッケージングされ、個別チップ単位でスクライビング、ブレーキングまたは／及びカッティングして、図２９のような個別発光素子として提供できる。前記発光素子はウエハレベルでパッケージングされることで、モジュール基板の上に別途のワイヤー無しでフリップボンディング方式により搭載できる。また、発光素子１０１は光が放出される出射領域が電極方向でない発光構造物１２０の上面及び側面方向に配置されることによって、光損失を減らすことができ、輝度及び光分布を改善させることができる。
【０２５０】
前記支持部材１５１は下面面積が前記発光構造物１２０の上面面積と等しいか小さな面積であることがあり、その厚さは前記各電極１３５、１３７の厚さより高く形成され、前記連結電極１４１、１４３の下面と同一な水平面上に配置される厚さで形成される。
【０２５１】
図３０は、図２６の発光素子が搭載された発光装置を示す図である。
【０２５２】
図３０を参照すると、発光素子１０１はモジュール基板１７０の上にフリップ方式により搭載される。
【０２５３】
前記モジュール基板１７０は金属層１７１の上に絶縁層１７２が配置され、前記絶縁層１７２の上に第１パッド１７３及び第２パッド１７４が形成され、前記第１パッド１７３及び第２パッド１７４はランドパターンであって、電源を供給してくれるようになる。前記絶縁層１７２の上には前記パッド１７３、１７４の領域を除外した領域に保護層１７５が形成され、前記保護層１７５はソルダーレジスト（Solder resist）層または絶縁層であって、白色または緑色保護層を含む。前記保護層１７５は光を効率的に反射させて、反射光量を改善させることができる。
【０２５４】
前記モジュール基板１７０は回路パターン（図示せず）を含む印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）でありうる。但し、前記モジュール基板１７０は樹脂系列のＰＣＢ、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、これに対して限定するものではない。
【０２５５】
前記第１パッド１７３の上には前記発光素子１０１の第１連結電極１４１が対応され、前記第２パッド１７４の上には前記発光素子１０１の第２連結電極１４３が対応される。前記第１パッド１７３と前記第１連結電極１４１はボンディング物質１７７によりボンディングされ、前記第２パッド１７４及び前記第２連結電極１４３はボンディング物質１７７によりボンディングされる。
【０２５６】
前記発光素子１０１の第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び支持部材１５１の下面と前記モジュール基板１７０の上面との間の間隔は同一な間隔で形成される。
【０２５７】
前記モジュール基板１７０の上には１つの発光素子１０１を搭載した構成に対して開示したが、複数の発光素子をアレイすることができ、これに対して限定するものではない。前記発光素子１０１は上部に第３パターン部と第４パターン部を具備することによって、光抽出効率を改善させることができる。
【０２５８】
図３１は、本発明の第１１実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０２５９】
図３１を参照すると、発光素子は支持部材１５１の反対側の前記発光構造物１２０の上面に形成された蛍光体層１６１を含む。前記蛍光体層１６１は蛍光フィルムまたは塗布された層であることがあり、単層または多層で形成される。
【０２６０】
前記第１導電型半導体層１１５と蛍光体層１６１との間には透光性樹脂層１６０が形成され、前記透光性樹脂層１６０は前記第３パターン部の突起１３の厚さと同一な厚さ、またはより厚い厚さで形成される。前記透光性樹脂層１６０はシリコンまたはエポキシのような樹脂系物質で形成され、これに対して限定するものではない。前記透光性樹脂層１６０は前記蛍光体層１６１を接着させるようになる。前記透光性樹脂層１６０は凹部１４の内に配置される。
【０２６１】
前記蛍光体層１６１は透光性樹脂層の内に蛍光体が添加される。前記透光性樹脂層はシリコンまたはエポキシのような物質を含み、前記蛍光体はＹＡＧ、ＴＡＧ、シリケート（Silicate）、ナイトライド（nitride）、オキシ−ナイトライド（Oxy−nitride）系物質のうちから選択的に形成できる。前記蛍光体は、赤色蛍光体、黄色蛍光体、緑色蛍光体のうちの少なくとも１つを含み、前記活性層１１５から放出された光の一部を励起させて異なる波長の光で発光するようになる。
【０２６２】
前記蛍光体層１６１は前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ１、前記発光構造物１２０の側面Ｓ２に形成される。前記蛍光体層１６１の厚さは１〜１００，０００μｍで形成され、他の例として１〜１０，０００μｍの厚さで形成される。
【０２６３】
前記蛍光体層１６１は互いに異なる蛍光体層を含むことができ、前記互いに異なる蛍光体層は、第１層は赤色、黄色、緑色蛍光体層のうちのいずれか１つの蛍光体層であり、第２層は前記第１層の上に形成され、前記第１層と異なる蛍光体層で形成される。前記蛍光体層１６１は重畳されない第１領域と第２領域に互いに異なる蛍光体層を配置することができる。前記蛍光体層１６１と前記発光構造物の側面には保護のための透光性樹脂材質の保護層がさらに形成され、これに対して限定するものではない。
【０２６４】
図３２は、本発明の第１２実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【０２６５】
図３２を参照すると、前記第１導電型半導体層１１５の上部には複数の突起部１１５Ａが形成され、前記複数の突起部１１５Ａは前記支持部材１５１の反対側方向に突出して、前記第１導電型半導体層１１５を通じて入射される光の臨界角を変化させるようになる。これによって、発光素子の光抽出効率は改善できる。前記突起部１１５Ａは、レンズ形状、多角形状の構造物がストライプまたはマトリックス形態に配列できる。前記各突起部１１５Ａは複数の三次元形状の構造、例えば多角錐形状を含む。
【０２６６】
前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３には前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３から凹な複数の第１凹部１３Ａを有する第３パターン部を含み、前記第１凹部１３Ａと平坦な上面Ｓ３には第１凹部１３Ａのサイズより５０％以下に小さな第２凹部１４を有する第４パターン部が形成される。これによって、前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３は複数の第１凹部１３Ａを有する凹凸構造に微細凹凸構造が形成される。前記微細凹凸間隔は第１凹部１３Ａの間隔より狭い間隔で形成される。前記第１凹部１３Ａと前記第２凹部１４のサイズ及び形状は図２６を参照することにする。
【０２６７】
前記第１導電型半導体層１１５の上部には蛍光体層１６２が配置され、前記蛍光体層１６２の下面は第１凹部１３Ａに沿って第１凹凸構造で形成され、その上面は表面に形成された第２パターン部により微細凹凸である第２凹凸構造で形成される。前記第２凹部１４の内には蛍光体層１６２が配置される。
【０２６８】
前記蛍光体層１６２は前記第１導電型半導体層１１５の上面または上面の一部のみに形成されたり、前記発光構造物１２０の側面にも形成され、これに対して限定するものではない。
【０２６９】
図３３は本発明の第１３実施形態に従う発光素子を示す図であり、図３４は図３３の発光素子の底面図である。
【０２７０】
図３３及び図３４を参照すると、支持部材１５２、１５２Ａの間には分離溝１５２Ｂが形成され、前記分離溝１５２Ｂは前記支持部材１５２、１５２Ａを両側に分割させる。第１支持部材１５２は前記発光構造物１２０の一側の下に配置され、前記第１連結電極１４１の周りに形成される。第２支持部材１５２Ａは前記発光構造物１２０の他側の下に配置され、前記第２連結電極１４３の周りに形成される。
【０２７１】
前記分離溝１５２Ｂは前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間を物理的及び電気的に分離させ、下部の絶縁層１３３が露出される。前記分離溝１５２Ｂには絶縁物質が形成され、前記絶縁物質の下面が前記第１支持部材１５２と第２支持部材１５２Ａの下面と同一な平面に形成される。
【０２７２】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａは、絶縁性物質または伝導性物質で形成される。前記絶縁性材質は前述した熱拡散剤を有する樹脂材質であり、前記伝導性材質はカーボン（Carbon）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）のような伝導性物質または金属でも形成できる。前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａの伝導性材質は前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の材質と異なる材質で形成される。ここで、伝導性材質の第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとは前記分離溝１５２Ｂにより分離されることによって、電気的なショート問題を解決することができる。
【０２７３】
前記分離溝１５２Ｂは前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間の間隔（Ｄ６）を有し、その深さは前記第２支持部材１５２Ａの厚さ（Ｔ１）で形成される。前記分離溝１５２Ｂは前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間の電気的な干渉を防止するようになる。
【０２７４】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａの下面は前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面と同一平面（即ち、水平面）上に配置される。ここで、前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａが伝導性材質であっても、前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３を通じて搭載できる。
【０２７５】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間にはセラミック系列の絶縁物質がさらに配置され、前記セラミック系列の絶縁物質は前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａの下面と同一な水平面上に配置される。
【０２７６】
透光性樹脂層１６０は第１導電型半導体層１１５の上に配置され、凹部１４の内に配置される。
【０２７７】
図３５は本発明の第１４実施形態に従う発光素子を示す側断面図であり、図３６は図３５の発光素子の底面図である。
【０２７８】
図３５及び図３６を参照すると、発光素子は複数の支持部材１５３、１５３Ａを含み、前記複数の支持部材１５３、１５３Ａは各連結電極１４１、１４３の周りに形成される。第１連結電極１４１の周りは第１支持部材１５３によりカバーされ、前記第２連結電極１４３の周りは第２支持部材１５３Ａによりカバーされる。前記第１及び第２支持部材１５３、１５３Ａの材質は絶縁性材質または伝導性材質でありうる。
【０２７９】
前記第１支持部材１５３の幅（Ｗ３）は前記第１連結電極１４１の幅より広く形成されることによって、前記第１支持部材１５３は前記第１連結電極１４１と共に熱伝導及び電気的な伝導経路に使われることができる。前記第２支持部材１５３Ａの幅（Ｗ４）は前記第２連結電極１４３の幅より広く形成されることによって、前記第２支持部材１５３Ａは前記第２連結電極１４３と共に熱伝導及び電気的な伝導経路に使われることができる。
【０２８０】
前記第１支持部材１５３及び前記第２支持部材１５３Ａの間の間隔（Ｄ７）は発光構造物１２０のいずれか一辺の長さの１／２以上離隔できる。
【０２８１】
前記第１支持部材１５３と前記第２支持部材１５３Ａとの間にはセラミック系列の絶縁物質がさらに配置され、前記セラミック物質の絶縁物質は前記第１支持部材１５３と前記第２支持部材１５３Ａの下面と同一な水平面上に配置される。
【０２８２】
透光性樹脂層１６０は第１導電型半導体層１１５の上に配置され、凹部１４の内に配置される。
【０２８３】
図３７は、本発明の第１５実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０２８４】
図３７を参照すると、第１連結電極１４１Ａの幅（Ｗ５）は前記第１電極１３５の幅より広く形成され、前記第１連結電極１４１Ａ及び前記第１電極１３５の側面は前記発光構造物１２０の側面と同一平面（即ち、垂直面）上に配置される。前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）は前記第１導電型半導体層１１５のエッチ領域が露出されるようにエッチングできる。前記発光構造物１２０のエッジ領域は前記第１導電型半導体層１１５のエッジ領域に沿って前記発光構造物１２０の側面から所定間隔（Ｄ８）で離隔し、ループ形状に形成される。前記第１電極１３５の一部１３５Ａは前記第１電極１３５に連結され、前記第１導電型半導体層１１５のエッジ領域に沿ってループ形状に形成され、前記ループ形状はオープンループまたは閉ループ形状でありうる。
【０２８５】
前記第２連結電極１４３Ａの幅（Ｗ６）は前記第２電極１３７の幅より広く形成される。
【０２８６】
前記蛍光体層１６１の表面１６１Ａはラフネスまたは凹凸構造のような光抽出構造で形成される。
【０２８７】
前記第１導電型半導体層１１５の上部には互いに異なるサイズを有する第３パターン部の突起１３と第４パターン部の凹部１４が形成され、前記第１導電型半導体層１１５と蛍光体層１６１との間には透光性樹脂層１６０がさらに形成される。透光性樹脂層１６０は第１導電型半導体層１１５の上に配置され、凹部１４の内に配置される。
【０２８８】
図３８は、本発明の第１６実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０２８９】
図３８を参照すると、発光素子は、第１導電型半導体層１１５、蛍光体層１６３、及びレンズ１６４を含む。前記第１導電型半導体層１１５の上に蛍光体層１６３が形成され、前記蛍光体層１６３の上にレンズ１６４が形成される。前記第１導電型半導体層１１５の上面は前記に開示された第１パターン部と第２パターン部が形成され、これに対して限定するものではない。実施形態は、蛍光体層１６３と第１導電型半導体層１１５との間に第１半導体層、例えばバッファ層、または低伝導性半導体層がさらに形成され、前記第３パターン部の突起１３は前記第１導電型半導体層１１５と前記第１半導体層の上に形成され、前記第４パターン部の凹部１４は前記突起１３及び第１半導体層の上面に形成される。蛍光体層１６３は凹部１４の内に配置される。
【０２９０】
前記蛍光体層１６３は所定厚さで形成され、前記レンズ１６４は前記蛍光体層１６３の上に凸レンズ形状に形成される。前記レンズ１６４の形状は凸レンズだけでなく、凹レンズ、凹凸パターンを有する非球面レンズ形状を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記レンズ１６４は上面中心部が周辺領域に比べて凹な凹部を含むことができる。
【０２９１】
前記反射電極層１３１の下には複数の第２電極１３７が形成され、前記複数の第２電極１３７の下には第２連結電極１４３が各々配置される。前記第２連結電極１４３の間は所定間隔（Ｔ３）で離隔し、発光素子の底面から見て、ドットマトリックスのような形態に配置される。前記支持部材１５１は前記第１連結電極１４１及び複数の第２連結電極１４３及び間に配置されて、絶縁性支持層として機能するようになる。前記発光構造物１２０の下に複数の第２連結電極１４３が配置されることによって、前記支持部材１５１の強度を補強することができ、電気的な接触効率は改善できる。また、前記発光素子の第２連結電極１４３での接合不良を防止することができる。実施形態は、前記第１連結電極１４１も複数で形成され、これに対して限定するものではない。
【０２９２】
図３９は、本発明の第１７実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０２９３】
図３９を参照すると、発光構造物１２０の一部領域Ａ１はエッチング領域であって、互いに異なる領域で第１導電型半導体層１１５を露出させる。前記第１導電型半導体層１１５の下には第１電極１３５が各々形成され、前記反射電極層１３１の下には第２電極１３７が各々形成される。前記第１電極１３５と第２電極１３７とが交互に配置されて、電流を均一に供給することができる。また、前記発光構造物１２０は複数のセルで形成されることによって、各発光素子の輝度を増加させることができる。前記第１導電型半導体層１１５の上部に複数の突起１３を有する第３パターン部と、前記第３パターン部１３のサイズより５０％以下の小さなサイズを有する複数の凹部１４を有する第４パターン部が微細凹凸に形成されて、入射される光の臨界角を変換させることができる。これによって、発光構造物１２０の上部を通じて抽出される光量を増加させることができる。前記発光構造物１２０と蛍光体層１６５との間に透光性樹脂層１６０が配置され、これに対して限定するものではない。透光性樹脂層１６０は第１導電型半導体層１１５の上に配置され、凹部１４の内に配置される。
【０２９４】
図４０は、本発明の第１８実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。第１８実施形態を説明するに当たって、前記の実施形態と同一な部分は同一な符号で処理し、重複説明は省略する。
【０２９５】
図４０を参照すると、発光素子は発光構造物１２０の下に反射電極層１３０及び第２電極パッド１３２が配置され、前記反射電極層１３０は前記第２導電型半導体層１１９の下にオーミック及び反射電極として機能し、前記第２電極パッド１３２は層またはパターン形状を含む。
【０２９６】
前記第１導電型半導体層１１５の下には第１電極パッド１３４が配置され、前記第１電極パッド１３４は前記第１導電型半導体層１１５に接触され、前記第１電極ボンディング層１３６と前記第１導電型半導体層１１５との間に接合される。前記第１電極ボンディング層１３６は前記第１電極パッド１３４と前記第１連結電極１４１との間に接合され、電気的に連結させる役割をする。前記第１電極ボンディング層１３６は第１接合電極１３６Ａ及び前記第１接合電極１３６Ａの下に第２接合電極１３６Ｂを含み、前記第１接合電極１３６Ａは前記第１電極パッド１３４と接合され、前記第２接合電極１３６Ｂは前記第１連結電極１４１と前記第１接合電極１３６Ａとの間に接合される。
【０２９７】
前記第１電極パッド１３４は後述する第２電極パッド１３２の積層構造と同一な物質及び厚さ範囲を有する構造で形成され、例えば前記第１電極パッド１３４及び第２電極パッド１３２は、接着層、前記接着層の下に反射層、前記反射層の下に拡散防止層、前記拡散防止層の下にボンディング層を含む。前記第１電極ボンディング層１３６は前記第１連結電極１４１と第１電極パッド１３４との間に接合されて、前記第１連結電極１４１と前記第１電極パッド１３４との接合を改善させることができる。
【０２９８】
前記第１電極ボンディング層１３６の第１接合電極１３６Ａは前記第１連結電極１４１に接合された第２接合電極１３６Ｂと接合されることで、前記第１連結電極１４１の物理的な接合と電気的な連結を改善させることができる。
【０２９９】
前記第２導電型半導体層１２０の下面には反射電極層１３０が形成され、前記反射電極層１３０の下には第２電極パッド１３２が形成される。前記反射電極層１３０の下面面積は前記第２電極パッド１３２の上面面積と等しいか小さいことがあり、これに対して限定するものではない。前記第２電極パッド１３２と前記第２連結電極１４３との間には第２電極ボンディング層１３８が形成され、前記第２電極パッド１３２と第２連結電極１４３との間の接合力を改善させることができる。
【０３００】
前記第２電極ボンディング層１３８は前記第２電極パッド１３２と前記第２連結電極１４３とを連結させる役割をする。前記第２電極ボンディング層１３８は第３接合電極１３８Ａ及び前記第３接合電極１３８Ａの下に第４接合電極１３８Ｂを含む。前記第３接合電極１３８Ａは前記第２電極パッド１３２と接合され、前記第４接合電極１３８Ｂは前記第２連結電極１４３と前記第３接合電極１３８Ａとの間に接合される。
【０３０１】
前記第２電極ボンディング層１３８は前記第２連結電極１４３と第２電極パッド１３２との間に接合されて、前記第２連結電極１４３と前記第２電極パッド１３２との接合を改善させることができる。前記第１電極パッド１３４は第１電極であり、前記第２電極パッド１３２は第２電極として機能するようになる。
【０３０２】
図４１は、図２６の発光素子が搭載された発光素子パッケージを示す図である。
【０３０３】
図４１を参照すると、発光素子パッケージ２０１は、胴体部２１１、前記胴体部２１１に設置された第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７、モールディング部材２１９、及び発光素子１０１を含む。
【０３０４】
前記胴体部２１１は高反射樹脂系列（例；ＰＰＡ）、ポリマー系列、プラスチック系列のうちから選択的に射出成形されるか、単層または多層の基板積層構造で形成される。前記胴体部２１１は上部が開放されたキャビティ２１２を含み、前記キャビティ２１２の周り面２１２Ａは傾斜したりキャビティ底面に対して垂直するように形成される。
【０３０５】
前記キャビティ２１２には第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７が配置され、前記第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７は互いに離隔する。
【０３０６】
前記に開示された実施形態の発光素子１００は、前記第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７の上にフリップ方式によりボンディングされる。即ち、前記発光素子１０１の第１連結電極１４１は第１リード電極２１５にボンディングされ、前記第２連結電極１４３は第２リード電極２１７にボンディングされる。
【０３０７】
前記第１リード電極２１５及び前記第２リード電極２１７の上面と前記発光素子１０１の下面、即ち第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び前記支持部材１５１の下面の間の間隔は同一な間隔で形成され、これに対して限定するものではない。
【０３０８】
前記発光素子１０１の支持部材１５１は前記第１リード電極２１５及び前記第２リード電極２１７の上に離隔し、全表面を通じて放熱するようになる。
【０３０９】
前記キャビティ２１２の内にはモールディング部材２１９が形成され、前記モールディング部材２１９はシリコンまたはエポキシのような透光性樹脂材質で形成され、蛍光体を含むことができる。
【０３１０】
前記発光素子１０１の内部で発生した光は発光素子１０１の上面及び側面を通じて大部分の光が抽出され、前記抽出された光は前記モールディング部材２１９を通じて外部に放出できる。ここで、前記発光素子１０１の上面を通じて抽出される光量は図２６に図示された第３パターン部と第４パターン部の構造により増加することができるので、発光素子１０１の内部での光損失を減らすことができる。
【０３１１】
前記発光素子パッケージ２０１は前記に開示された実施形態の発光素子のうちの１つまたは複数で搭載することができ、これに対して限定するものではない。前記発光素子パッケージは図３１のような蛍光体層を有する他の実施形態の発光素子が搭載された場合、前記モールディング部材２１９の内には別途の蛍光体を添加しないことがあり、他の例として、前記蛍光体層の蛍光体と異なる蛍光体または互いに類似なカラーを発光する蛍光体を添加することができる。
【０３１２】
＜照明システム＞
実施形態による発光素子又は発光素子は、照明システムに適用される。前記照明システムは、複数の発光素子がアレイされた構造を含み、図４２及び図４３に示されている表示装置、図４４に示されている照明装置とを含み、照明灯、信号灯、車両前照灯、電光板などが含まれる。
【０３１３】
図４２は、実施形態による発光素子を有する表示装置の分解斜視図である。
【０３１４】
図４２を参照すると、実施形態による表示装置１０００は、導光板１０４１と、前記導光板１０４１に光を提供する光源モジュール１０３１と、前記導光板１０４１の下に反射部材１０２２と、前記導光板１０４１上に光学シート１０５１と、前記光学シート１０５１ 上に表示パネル１０６１と、前記導光板１０４１、光源モジュール１０３１、及び反射部材１０２２を収納するボトムカバー１０１１とを含むが、ここに限定されない。
【０３１５】
前記ボトムカバー１０１１と、反射シート１０２２と、導光板１０４１と、光学シート１０５１とは、ライトユニット１０５０として定義される。
【０３１６】
前記導光板１０４１は、光を拡散して、面光源化する役目を果たす。前記導光板１０４１は、透明な材質からなり、例えば、PMMA(polymethylmetaacrylate)のようなアクリル樹脂系列、PET(polyethylene terephthlate)、PC(poly carbonate)、COC(cycloolefin copolymer)、及びPEN(polyethylene naphthalate)樹脂の１つを含むことができる。
【０３１７】
前記光源モジュール１０３１は、前記導光板１０４１の少なくとも一側面に光を提供し、 窮極的には、表示装置の光源として作用するようになる。
【０３１８】
前記光源モジュール１０３１は、少なくとも１つを含み、前記導光板１０４１の一側面で直接又は間接的に光を提供することができる。前記光源モジュール１０３１は、基板１０３３と前記に開示された実施形態による発光素子又は発光素子１００を含み、前記発光素子又は発光素子１００は、前記基板１０３３上に所定間隔でアレイされる。
【０３１９】
前記基板１０３３は、回路パターン(図示せず)を含む印刷回路基板(PCB、Printed Circuit Board)である。但し、前記基板１０３３は、一般のPCBのみならず、メタルコア PCB(MCPCB、Metal Core PCB)、軟性PCB(FPCB、 Flexible PCB)などを含み、これに対して限定しない。前記発光素子１００は、前記ボトムカバー１０１１の側面又は放熱プレート上に搭載される場合、前記基板１０３３は、除去され得る。ここで、 前記放熱プレートの一部は、前記ボトムカバー１０１１の上面に接触される。
【０３２０】
そして、前記複数の発光素子１００は、前記基板１０３３上に光が放出される出射面が、前記導光板１０４１と所定の距離離隔して搭載され、これに対して限定しない。前記発光素子１００は、前記導光板１０４１の一側面である入光部に光を直接又は間接的に提供することができ、これに対して限定しない。
【０３２１】
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の下面に入射した光を反射させて、上に向かわせることで、前記ライトユニット１０５０の輝度を向上することができる。前記反射部材１０２２は、例えば、PET、PC、PVCレジンなどで形成されるが、これに対して限定しない。前記反射部材１０２２は、前記ボトムカバー１０１１の上面であり、これに対して限定しない。
【０３２２】
前記ボトムカバー１０１１は、前記導光板１０４１、光源モジュール１０３１、及び反射部材１０２２などを輸納することができる。このため、前記ボトムカバー１０１１は、上面が開口したボックス(box)形状を有する収納部１０１２が備えられ、これに対して限定しない。前記ボトムカバー１０１１は、トップカバーと結合され、これに対して限定しない。
【０３２３】
前記ボトムカバー１０１１は、金属材質又は樹脂材質で形成され、プレス成形又は押出成形などの工程を用いて製造されることができる。また、前記ボトムカバー１０１１は、熱伝導性の良い金属又は非金属材料を含み、これに対して限定しない。
【０３２４】
前記表示パネル１０６１は、例えば、LCDパネルとして、互いに対向する透明な材質の第１及び第２の基板、そして、第１及び第２の基板の間に介在した液晶層を含む。前記表示パネル１０６１の少なくとも一面には、偏光版が取り付けられ、このような偏光版の取付構造に限定しない。前記表示パネル１０６１は、光学シート１０５１を通過した光により情報を表示することになる。このような表示装置１０００は、各鐘の携帯端末機、ノートＰＣのモニタ、ラップトップコンピュータのモニタ、テレビなどに適用されることができる。
【０３２５】
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などのようなシートから少なくとも１つを含む。前記拡散シートは、入射される光を拡散させ、前記水平又は/及び垂直プリズムシートは、入射される光を表示領域に集光させ、前記輝度強化シートは、損失される光を再使用して、輝度を向上させる。また、前記表示パネル１０６１上には、保護シートが配置され、これに対して限定しない。
【０３２６】
ここで、前記光源モジュール１０３１の光経路上には、光学部材として、前記導光板１０４１、及び光学シート１０５１を含み、これに対して限定しない。
【０３２７】
図 ４３は、実施形態による発光素子を有する表示装置を示す図である。
【０３２８】
図４３を参照すると、表示装置１１００は、ボトムカバー１１５２と、前記の発光素子１００がアレイされた基板１１２０と、光学部材１１５４と、表示パネル１１５５とを含む。
【０３２９】
前記基板１１２０と前記発光素子１００とは、光源モジュール１１６０と定義される。 前記ボトムカバー１１５２と、少なくとも１つの光源モジュール１１６０と、 光学部材１１５４とは、ライトユニット１１５０と定義される。前記ボトムカバー１１５２には、収納部１１５３を具備することができ、これに対して限定しない。前記の光源モジュール１１６０は、基板１１２０、及び前記基板１１２０上に配列した複数の発光素子又は発光素子１００を含む。
【０３３０】
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。前記導光板は、ＰＣ材質又はＰＷＭА(polymethyl methacrylate)材質からなり、このような導光板は除去されることができる。前記拡散シートは、入射される光を拡散させ、前記水平及び垂直プリズムシートは、入射される光を表示領域に集光させ、前記輝度強化シートは、損失される光を再使用して、輝度を向上させる。
【０３３１】
前記光学部材１１５４は、前記光源モジュール１１６０上に配置され、前記光源モジュール１１６０から放出された光を面光源するか、拡散、集光などを行うようになる。
【０３３２】
図４４は、実施形態に係る照明装置の斜視図である。
【０３３３】
図４４に示すように、照明装置１５００は、ケース１５１０と、前記ケース１５１０に設置された発光モジュール１５３０と、前記ケース１５１０に設置され外部電源から電源が提供される接続端子１５２０を含むことができる。
【０３３４】
前記ケース１５１０は、放熱特性が良好な材質から形成されることが好ましく、例えば金属材質又は樹脂材質から形成されることができる。
【０３３５】
前記発光モジュール１５３０は、基板１５３２と、前記基板１５３２に搭載される実施形態に係る発光素子１００とを含むことができる。前記発光素子１００は、複数がマトリックス状又は所定間隔で離隔されて配列されうる。
【０３３６】
前記基板１５３２は、絶縁体に回路パターンが印刷されたものであってもよく、例えば、一般の印刷回路ボード（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）、メタルコアＰＣＢ、フレキシブルＰＣＢ、セラミックＰＣＢなどがありうる。
【０３３７】
また、前記基板１５３２は、光を效率的に反射する材質から形成されるか、表面が光の效率的に反射されるカラー、例えば白色、銀色などのコーティング層からなりうる。
【０３３８】
前記基板１５３２上には、少なくとも一つの発光素子１００が搭載されることができる。前記発光素子１００の各々は、少なくとも一つの発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チップを含むことができる。前記ＬＥＤチップは、赤色、緑色、青色または白色の有色の光を各々発光する有色の発光ダイオード及び紫外線（ＵＶ：Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）を発光するＵＶ発光ダイオードを含むことができる。
【０３３９】
前記発光モジュール１５３０は、色感及び輝度を得るために多様な発光素子１００の組合わせを有するように配置されることができる。例えば、高演色性（ＣＲＩ）を確保するために、白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード及び緑色発光ダイオードを組み合わせて配置できる。
【０３４０】
前記接続端子１５２０は、前記発光モジュール１５３０と電気的に接続されて電源を供給できる。前記接続端子１５２０は、ソケット方式で外部電源にまわし挟まれて結合されるが、これに対して限定しない。例えば、前記接続端子１５２０は、ピン（ｐｉｎ）状に形成されて外部電源に挿入されるか、配線により外部電源に接続されることもできる。
【０３４１】
実施形態に従う発光素子の製造方法は、基板の上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を含む発光構造物を形成するステップ、前記第１導電型半導体層の一部が露出するようにエッチングするステップ、前記発光構造物の上に反射電極層を形成するステップ、前記反射電極層及び前記発光構造物の上に絶縁層を形成するステップ、前記第１導電型半導体層の上に第１電極及び前記反射電極層の上に第２電極を形成するステップ、前記第１電極の上に第１連結電極及び前記第２電極の上に第２連結電極を形成するステップ、及び前記絶縁層の上に形成されて前記第１及び第２連結電極の上面高さに支持部材を形成するステップ、前記支持部材が形成されれば、前記基板を除去するステップ、前記基板が除去された発光構造物の上面に対してエッチングを遂行して凹な形状及び凸な形状のうちの少なくとも１つの形状を有する第３パターン部と、前記第３パターン部の突起幅より小さな幅を有する微細凹凸を有する第４パターン部を前記発光構造物の上面と前記突起の上に形成するステップを含み、前記支持部材の内にはセラミック系列の熱拡散剤を含む。
【０３４２】
実施形態に従う発光素子製造方法は、基板の上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を含む発光構造物を形成するステップ、前記第１導電型半導体層の一部が露出するようにエッチングするステップ、前記発光構造物の上に反射電極層を形成するステップ、前記反射電極層及び前記発光構造物の上に絶縁層を形成するステップ、前記第１導電型半導体層の上に第１電極及び前記反射電極層の上に第２電極を形成するステップ、前記第１電極の上に第１連結電極及び前記第２電極の上に第２連結電極を形成するステップ、前記絶縁層の上に形成されて前記第１及び第２連結電極の上面の高さに支持部材を形成するステップ、及び前記基板の下面に対してエッチングを遂行して凹な形状及び凸な形状のうち、少なくとも１つの形状を有する第１パターン部と、前記第１パターン部のサイズより小さな微細凹凸を有する第２パターン部を前記基板の上面と前記第１パターン部の上に形成するステップを含み、前記支持部材の内にはセラミック系列の熱拡散剤を含む。
【０３４３】
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態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ことと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０３４４】
１１、１１Ｂ、１３ 突起
１１Ａ、１２、１４ 凹部
１００、１０１ 発光素子
１１１ 基板
１１３ 第１半導体層
１１５ 第１導電型半導体層
１１７ 活性層
１１９ 第２導電型半導体層
１２０ 発光構造物
１３０、１３１ 反射電極層
１３３ 絶縁層
１３５、１３６ 第１電極
１３７、１３８ 第２電極
１４１ 第１連結電極
１４３ 第２連結電極
１５１ 支持部材
１７０ モジュール基板
２００、２０１ 発光素子パッケージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及びこれを備えた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体（group ＩＩＩ-Ｖ nitride semiconductor）は、物理的、化学的特性によって発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子の核心素材として脚光を浴びている。ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は、通常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からなっている。
【０００３】
発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）は、化合物半導体の特性を用いて電気を赤外線または光に変換させて信号をやり取りしたり、光源として使われる半導体素子の一種である。
【０００４】
このような窒化物半導体材料を用いたＬＥＤあるいはＬＤは、光を得るための発光素子にたくさん使われており、携帯電話のキーパッド発光部、表示装置、電光板、照明装置など、各種の製品の光源に応用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、新たな光抽出構造を有する発光素子を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、基板の上面に微細凹凸を有する凹凸パターンを含む発光素子を提供することにある。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、発光構造物の上面に微細凹凸を有する凹凸パターンを含む発光素子を提供することにある。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、ウエハレベルパッケージングされた発光素子を提供することにある。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、発光構造物に連結された電極の周りにセラミック材質の添加剤を有する支持部材を含む発光素子及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、発光素子を有する発光装置、発光素子パッケージ、及び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】
本発明に従う発光素子は、透光性の基板、前記基板の上面に複数の突起を有する第１パターン部、前記基板の上面に前記複数の突起の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部、前記基板の下に配置され、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、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配置された活性層を含む発光構造物、前記第１導電型半導体層の下に配置された第１電極、前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層、前記反射電極層の下に配置された第２電極、前記第１電極の下に配置された第１連結電極、前記第２電極の下に配置された第２連結電極、及び前記第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤が添加された絶縁性の支持部材を含む。
【００１２】
本発明に従う発光素子は、第１導電型半導体層、前記第１導電型半導体層の下に第２導電型半導体層、前記活性層の下に第２導電型半導体層、前記第１導電型半導体層の上面に複数の突起を有する第１パターン部、前記第１導電型半導体層の上面に前記複数の突起各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部、前記第１導電型半導体層の下に配置された第１電極、前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層、前記反射電極層の下に配置された第２電極、前記第１電極の下に配置された第１連結電極、前記第２電極の下に配置された第２連結電極、前記第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤を有する絶縁性の支持部材を含む。
【００１３】
本発明に従う発光装置は、下部に支持部材、前記支持部材の下面に露出された第１連結電極及び第２連結電極を有する発光素子、前記発光素子の第１連結電極及び第２連結電極が搭載された複数のリードフレーム、及び前記複数のリードフレームが配置された胴体を含み、前記発光素子は、透光性の基板、前記基板の上面に複数の突起を有する第１パターン部、前記基板の上面に前記複数の突起の各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部、前記基板の下に配置され、第１導電型半導体層、前記第２導電型半導体層、前記第１半導体層と前記第２導電型半導体層との間に配置された活性層を含む発光構造物、前記第１導電型半導体層と第１連結電極との間に配置された第１電極、前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層、及び前記反射電極層と前記第２連結電極との間に配置された第２電極を含み、前記支持部材は、第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤を含み、前記発光素子の第１連結電極と第２連結電極、及び支持部材の下面は前記モジュール基板の上面と同一な間隔を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、フリップ方式での発光素子の搭載工程を改善させることができる。本発明は、ウエハレベルでパッケージングされた発光素子を提供することによって、パッケージング工程を省略することができるので、製造工程を減らすことができる。本発明は、発光素子の光抽出効率を改善させることができる。本発明は、発光素子の放熱効率を改善させることができる。本発明は、基板の上面に互いに異なるサイズの凹凸構造を形成して、光抽出効率を改善させることができる。本発明は、発光構造物の上面に互いに異なるサイズの凹凸構造を形成して、光抽出効率を改善させることができる。本発明は、フリップ方式により搭載された発光素子を有する発光装置及び表示装置、照明装置の信頼性を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図２】図１の発光素子の底面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。
【図１０】図１の発光素子を有する発光装置の側断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に従う発光素子の側断面である。
【図１４】本発明の第４実施形態に従う発光素子の底面図である。
【図１５】本発明の第５実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に従う発光素子の底面図である。
【図１７】本発明の第６実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図１８】本発明の第７実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図１９】本発明の第８実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図２０】本発明の第９実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図２１】図２０の反射電極層及び第２電極パッドの一例を示す図である。
【図２２】図２０の第２電極ボンディング層の一例を示す図である。
【図２３】図２０の第１電極ボンディング層の一例を示す図である。
【図２４】図２０の第２電極ボンディング層の他の例を示す図である。
【図２５】図１の発光素子を有する発光素子パッケージを示す図である。
【図２６】本発明の第１０実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図２７】図２６の発光素子の製造過程を示す図である。
【図２８】図２６の発光素子の製造過程を示す図である。
【図２９】図２６の発光素子の製造過程を示す図である。
【図３０】図２６の発光素子を有する発光装置の側断面図である。
【図３１】本発明の第１１実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図３２】本発明の第１２実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図３３】本発明の第１３実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図３４】本発明の第１３実施形態に従う発光素子の底面図である。
【図３５】本発明の第１４実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図３６】本発明の第１４実施形態に従う発光素子の底面図である。
【図３７】本発明の第１５実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図３８】本発明の第１６実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図３９】本発明の第１７実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図４０】本発明の第１８実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図４１】図２６の発光素子を有する発光素子パッケージを示す図である。
【図４２】実施形態による発光素子を有する表示装置を示す斜視図である。
【図４３】実施形態による発光素子を有する表示装置を示す図である。
【図４４】は実施例による発光素子を含む照明装置の例を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明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（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して”形成されることを全て含む。また、各層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。
【００１７】
図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを必ずしも完全に反映するものではない。
以下、添付した図面を参照して説明すれば、次の通りである。
【００１８】
図１は本発明の第１実施形態に従う発光素子を示す側断面図であり、図２は図１の発光素子の底面図の例を示す図である。
【００１９】
図１及び図２を参照すると、発光素子１００は、基板１１１、第１半導体層１１３、第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、第２導電型半導体層１１９、反射電極層１３１、絶縁層１３３、第１電極１３５、第２電極１３７、第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び支持部材１５１を含む。
【００２０】
前記基板１１１は、透光性、絶縁性、または導電性基板を利用することができ、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ、Ｇａ２Ｏ３のうち、少なくとも１つを利用することができる。前記基板１１１の下面には凹凸パターンのような光抽出構造が形成されることができ、前記凹凸パターンは前記第１半導体層１１３に接触できる。前記凹凸パターンは、前記基板１１１の下面の凹凸構造により形成されたり、別途のラフネスのようなパターンを形成することができる。前記凹凸パターンはストライプ形状または凸レンズ形状を含むことができる。
【００２１】
前記基板１１１の上面Ｓ１には複数の突起１１を有する第１凹凸構造の第１パターン部と、前記第１凹凸構造の上に複数の凹部１２を有する第２凹凸構造の第２パターン部を含む。前記第２凹凸構造は、前記第１凹凸構造の上に前記突起１１のサイズより小さなサイズを有する微細凹凸に形成される。
【００２２】
前記突起１１は、前記基板１１１の上面Ｓ１のエッチングにより形成されることによって、前記基板１１１と同一な材質で形成される。前記第２パターン部は、前記基板１１１の上面Ｓ１と突起１１のエッチングにより形成されたり、別途の物質で形成される。
【００２３】
前記第１パターン部の突起１１は、前記基板１１１の上面Ｓ１から突出する形状または陽刻形状に形成される。ここで、前記基板１１１の上面Ｓ１は、前記突起１１に比べて陰刻形状に形成される。他の例として、前記第１パターン部は前記基板１１１の上面Ｓ１より低い深さに凹な形状または陰刻形状の凹部で形成される。
【００２４】
前記第２パターン部の凹部１２は、前記突起１１の表面と前記基板１１１の上面Ｓ１に前記突起１１のサイズより小さなサイズで陰刻形状、リセス形状、または凹な形状に形成される。他の例として、前記第２パターン部は、陽刻形状または凸な形状を有し、前記突起１１のサイズより小さなサイズの微細突起で形成される。
【００２５】
前記第１パターン部は陽刻形状の突起１１と陰刻形状の上面Ｓ１を有する凹凸構造を含み、前記第２パターン部は前記第１凹凸構造の上に前記突起１１の幅より小さな幅を有し、陰刻形状または／及び陽刻形状に形成された微細凹凸を含む。
【００２６】
前記第１パターン部の突起１１の配列形状は、前記基板１１１の上面から見て、マトリックス形態または格子形態に形成される。
【００２７】
第１実施形態は説明の便宜のために、前記第１パターン部は突起１１として説明し、前記第２パターン部は凹な構造を有する凹部１２として説明することにし、これに対して限定するものではない。
【００２８】
前記基板１１１の下面には第１半導体層１１３が形成され、前記下面の反対側の上面Ｓ１には前記基板１１１の上面Ｓ１より上方に突出した複数の突起１１、及び前記複数の突起１１に形成された凹部１２を含む。前記複数の突起１１は側断面が半球形状、円錐形状、多角錐形状、円柱または多角柱のような柱形状、または錐台形状のような形状に形成できる。前記各突起は、上面視して、円形状、多角形状、球面と角面とが混合された形状を含むことができる。
【００２９】
前記凹部１２は前記各突起１１の表面より凹な形状に形成されることができ、その側断面が半球形状、円錐形状、多角錐形状、円柱または多角柱のような柱形状、または錐台形状のような形状に形成できる。前記各凹部１２は上面視して、円形状、多角形状、球面と角面とが混合された形状を含むことができる。前記凹部１２は前記基板１１１の上面Ｓ１から前記基板１１１の上面より凹に形成される。前記凹部１２の幅（Ｃ２）は前記突起１１の幅（Ｂ１）より小さく形成される。
【００３０】
前記凹部１２の深さ（Ｃ１）または幅（Ｃ２）は、前記突起１１の高さ（Ｌ２）または幅（Ｂ１）に比べて５０％以下に小さく形成され、例えば前記突起１１の高さ（Ｌ２）または幅（Ｂ１）に比べて１／２〜１／１００範囲で形成される。ここで、幅（Ｃ２、Ｂ１）は最大幅でありうる。
【００３１】
前記凹部１２のサイズまたは前記微細凹凸のサイズは、前記突起１１のサイズに比べて５０％以下に小さく形成され、前記突起１１のサイズ（Ｂ１）は突起１１の最大幅、一辺の長さ、半径、厚さ，または高さ（Ｌ２）のうちの少なくとも１つであり、前記凹部１２のサイズは前記凹部１２の最大幅、各辺の長さ、高さ、または深さ、半径、または厚さのうちの少なくとも１つでありうる。
【００３２】
前記突起１１の幅（Ｂ１）または高さ（Ｌ２）のサイズは、０．１μｍ−１０μｍ範囲で形成され、例えば前記基板１１１の厚さより小さく形成される。ここで、前記突起１１の幅（Ｂ１）は前記突起１１の高さ（Ｌ２）より広いことがあり、これに対して限定するものではない。前記凹部１２の深さ（Ｃ１）または幅（Ｃ２）は、０．１ｎｍ−１００ｎｍ範囲、または０．１ｎｍ−１００μｍ範囲で形成される。前記突起１１の間の周期（Ｌ１）は０．１μｍ−１００μｍ範囲で形成され、前記凹部１２の間の周期は前記突起１１の間の周期（Ｌ１）より１／２以下、例えば０．１μｍ−１００μｍ範囲で形成される。
【００３３】
前記突起１１は基板１１１を通じて入射される光の臨界角を変換させ、前記凹部１２は前記突起１１に入射される光と前記基板１１１の上面Ｓ１に入射される光の臨界角を変換させるようになる。前記基板１１１の上部に互いに異なるサイズの第１パターン部と第２パターン部を形成することによって、入射される光の全反射割合を低めて光抽出効率を改善させることができる。
【００３４】
前記突起１１は一定の周期で形成されたり、ランダムな間隔で形成され、前記凹部１２は一定の周期で形成されたり、ランダムな間隔で形成される。
【００３５】
前記基板１１１の下面には第１半導体層１１３が形成される。前記第１半導体層１１３はＩＩ族乃至ＶＩ族化合物半導体を用いて形成される。前記第１半導体層１１３はＩＩ族乃至ＶＩ族化合物半導体を用いて、少なくとも一層または複数の層で形成される。前記第１半導体層１１３は、例えばＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体層、例えばＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第１半導体層１１３はＺｎＯ層のような酸化物で形成され、これに対して限定するものではない。
【００３６】
前記第１半導体層１１３はバッファ層で形成され、前記バッファ層は前記基板と窒化物半導体層の間の格子定数の差を減らすことができる。
【００３７】
前記第１半導体層１１３は第１導電型の半導体層またはアンドープド（undoped）半導体層で形成される。前記アンドープド半導体層は、ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体、例えばＧａＮ系半導体で具現できる。前記アンドープド半導体層は、製造工程時、意図的に導電型ドーパントをドーピングしなくても第１導電型特性を有するようになり、前記第１導電型半導体層１１５の導電型ドーパント濃度よりは低い濃度を有するようになる。
【００３８】
前記第１半導体層１１３はバッファ層及びアンドープド半導体層のうちの少なくとも１つで形成され、これに対して限定するものではない。また、前記第１半導体層１１３は形成しないことがある。
【００３９】
前記第１半導体層１１３の下には発光構造物１２０が形成される。前記発光構造物１２０はＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体を含み、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を有し、紫外線帯域から可視光線帯域の波長範囲の内で所定のピーク波長を発光することができる。
【００４０】
前記発光構造物１２０は、第１導電型半導体層１１５、第２導電型半導体層１１９、及び前記第１導電型半導体層１１５と前記第２導電型半導体層１１９との間に形成された活性層１１７を含む。
【００４１】
前記基板１１１または前記第１半導体層１１３の下には第１導電型半導体層１１５が形成される。前記第１導電型半導体層１１５は、第１導電型ドーパントがドーピングされたＩＩＩ族−V族化合物半導体で具現され、前記第１導電型半導体層１１５はＮ型半導体層であり、前記第１導電型ドーパントはＮ型ドーパントとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含む。
【００４２】
前記第１導電型半導体層１１５と前記第１半導体層１１３との間には互いに異なる半導体層が交互に積層された超格子構造（Super lattice structures）が形成されることができ、このような超格子構造は格子欠陥を減少させることができる。前記超格子構造の各層は数Å以上の厚さで積層できる。
【００４３】
前記第１導電型半導体層１１５と前記活性層１１７との間には第１導電型クラッド層が形成される。前記第１導電型クラッド層はＧａＮ系半導体で形成されることができ、そのバンドギャップは前記活性層１１７のバンドギャップ以上に形成できる。このような第１導電型クラッド層はキャリアを拘束させる役割をする。
【００４４】
前記第１導電型半導体層１１５の下には活性層１１７が形成される。前記活性層１１７は、単一量子井戸、多重量子井戸（ＭＱＷ）、量子線（quantum wire）構造、または量子点（quantum dot）構造を選択的に含み、井戸層と障壁層の周期を含む。前記井戸層はＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を含み、前記障壁層はＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を含むことができる。
【００４５】
前記井戸層／障壁層の周期は、例えばＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮの積層構造を用いて１周期以上に形成できる。前記障壁層は、前記井戸層のバンドギャップより高いバンドギャップを有する半導体物質で形成される。
【００４６】
前記活性層１１７の下には第２導電型半導体層１１９が形成される。前記第２導電型半導体層１１９は、第２導電型ドーパントがドーピングされた半導体、例えばＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのような化合物半導体のうち、いずれか１つからなることができる。前記第２導電型半導体層１１９がＰ型半導体層であり、前記第２導電型ドーパントはＰ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを含むことができる。
【００４７】
前記第２導電型半導体層１１９は超格子構造を含むことができ、前記超格子構造はＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子構造、またはＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子構造を含むことができる。前記第２導電型半導体層１１９の超格子構造は、異常に電圧に含まれた電流を拡散させて活性層１１７を保護することができる。
【００４８】
他の例として、発光構造物１２０で前記第１導電型半導体層１１５はＰ型半導体層、前記第２導電型半導体層１１９はＮ型半導体層で具現できる。前記第２導電型半導体層１１９の上には前記第２導電型と反対の極性を有する第３導電型半導体層を形成することもできる。
【００４９】
前記発光素子１００は、前記第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、及び前記第２導電型半導体層１１９を発光構造物１２０として定義することができ、前記発光構造物は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１つの構造で具現できる。ここで、前記ＰはＰ型半導体層であり、前記ＮはＮ型半導体層であり、前記−はＰ型半導体層とＮ型半導体層とが直接接触するか間接接触された構造を含む。以下、説明の便宜のために、発光構造物１２０の最上層は第２導電型半導体層１１９として説明する。
【００５０】
前記第２導電型半導体層１１９の下には反射電極層１３１が形成される。前記反射電極層１３１は、例えば単層または多層構造で形成され、多層構造の場合、オーミック接触層、反射層、及び拡散防止層、保護層のうち、少なくとも１つを含む。前記反射電極層１３１は、例えばオーミック接触層／反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、オーミック接触層／反射層／保護層の構造で形成されたり、反射層／拡散防止層で形成されたり、反射層で形成されることができる。このような反射電極層１３１の構造は図２１の説明を参照することにする。
【００５１】
前記反射電極層１３１は、透光性電極層／反射層の積層構造を含むことができ、前記透光性電極層は、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）、ＳｎＯ、ＩｎＯ、ＩＮＺｎＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘのグループのうちから選択できる。前記透光性電極層の下には反射層が形成され、前記反射層は第１屈折率を有する第１層と第２屈折率を有する第２層とが交互に２ペア以上積層された構造を含み、前記第１及び第２屈折率は互いに異なり、前記第１層と第２層は１．５〜２．４の間の物質、例えば伝導性または絶縁性物質で形成され、このような構造はＤＢＲ（distributed bragg reflection）構造として定義できる。
【００５２】
前記第２導電型半導体層１１９及び前記反射電極層１３１のうち、少なくとも一層の表面にはラフネスのような光抽出構造が形成され、このような光抽出構造は入射される光の臨界角を変化させて、光抽出効率を改善させることができる。
【００５３】
前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）の下に第１電極１３５が形成され、前記反射電極層１３１の下には第２電極１３７が形成される。前記第１電極１３５の下には第１連結電極１４１が形成され、前記第２電極１３７の下には第２連結電極１４３が形成される。
【００５４】
前記第１電極１３５は、前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）に電気的に連結される。前記第１電極１３５は電極パッドを含むことができ、これに対して限定するものではない。
【００５５】
前記第１電極１３５は前記活性層１１７及び第２導電型半導体層１１９の側面と離隔し、前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）より小さな面積で形成される。
【００５６】
前記第２電極１３７は、前記反射電極層１３１を通じて前記第２導電型半導体層１１９と物理的または／及び電気的に接触できる。前記第２電極１３７は電極パッドを含む。
【００５７】
前記第１電極１３５及び第２電極１３７は単層または多層構造を含み、多層の場合、接着層、反射層、拡散防止層、及びボンディング層のうち、少なくとも１つを含む。前記接着層は、前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）の下にオーミック接触され、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１，０００Åで形成される。前記反射層は、前記接着層の下に形成され、その物質はＡｇ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記拡散防止層は、前記反射層の下に形成され、その物質はＮｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åを含む。前記ボンディング層は、前記第１連結電極１４１とボンディングされる層であり、その物質はＡｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。
【００５８】
前記第１電極１３５と前記第２電極１３７は同一な積層構造または異なる積層構造で形成される。前記第２電極１３７の積層構造が前記第１電極１３５の積層構造より少ないことがあり、例えば前記第１電極１３５は接着層／反射層／拡散防止層／ボンディング層の構造または接着層／拡散防止層／ボンディング層の構造で形成され、前記第２電極１３７は接着層／反射層／拡散防止層／ボンディング層の構造、または接着層／拡散防止層／ボンディング層の構造で形成される。
【００５９】
前記第２電極１３７の上面面積は前記反射電極層１３１の下面面積と同一な面積、または前記第２連結電極１４３の上面面積より少なくても大きい面積でありうる。
【００６０】
前記第１電極１３５及び前記第２電極１３７のうちの少なくとも１つは、電極パッドから分岐されたアーム（arm）またはフィンガー（finger）構造のような電流拡散パターンがさらに形成される。また、前記第１電極１３５及び前記第２電極１３７の電極パッドは１つまたは複数で形成され、これに対して限定するものではない。
【００６１】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は電源を供給するリード（lead）機能と放熱経路を提供するようになる。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は柱形状であることがあり、例えば、球形、円柱、または多角柱のような形状、またはランダムな形状を含むことができる。ここで、前記多角柱は等角であるか、等角でないことがあり、これに対して限定するものではない。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の上面または下面の形状は、円形、多角形を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面は上面と異なる面積に形成されることがあり、例えば前記下面面積は上面面積より大きいか小さいことがある。
【００６２】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３のうちの少なくとも１つは、前記発光構造物１２０の下面幅よりは小さく形成され、前記各電極１３５、１３７の下面幅または直径よりは大きく形成される。
【００６３】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の直径または幅は１μｍ〜１００，０００μｍで形成され、その高さは１μｍ〜１００，０００μｍで形成される。ここで、前記第１連結電極１４１の厚さ（Ｈ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ２）より長く形成され、前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面は同一な平面（即ち、水平面）上に配置される。
【００６４】
前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、いずれか１つの金属または合金を用いて単一層で形成され、前記の単一層の幅及び高さは１μｍ〜１００，０００μｍに形成され、例えば前記単一層層の厚さは前記第２電極１４３の厚さより厚い高さに形成される。前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は金属または合金の表面にコーティングまたはメッキされた少なくとも１つの保護層がさらに形成され、これに対して限定するものではない。
【００６５】
前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、及びこれら金属の選択的な合金のうちのいずれか１つで形成される。前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、前記第１電極１３５及び第２電極１３７との接着力の向上のために、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの選択的な合金のうちのいずれか１つの金属でメッキできる。この際、メッキ厚さは１〜１００，０００Åが適用可能である。
【００６６】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の表面には少なくとも１つのメッキ層がさらに形成され、前記メッキ層はＴｉｎまたはこれの合金、Ｎｉまたはこれの合金、Ｔｉｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金で形成され、その厚さは０．５μｍ〜１０μｍで形成される。このようなメッキ層は他のボンディング層との接合を改善させることができる。
【００６７】
前記絶縁層１３３は、前記反射電極層１３１の下に形成される。前記絶縁層１３３は、前記第２導電型半導体層１１９の下面、前記第２導電型半導体層１１９、及び前記活性層１１７の側面、前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）の下面に形成される。前記絶縁層１３３は、前記発光構造物１２０の下部領域のうち、前記反射電極層１３１、第１電極１３５、及び第２電極１３７を除外した領域に形成されて、前記発光構造物１２０の下部を電気的に保護する。
【００６８】
前記絶縁層１３３は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、及び硫化物のうち、少なくとも１つで形成された絶縁物質または絶縁性樹脂を含む。前記絶縁層１３３は、例えばＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうちから選択的に形成できる。前記絶縁層１３３は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記絶縁層１３３は、発光構造物１２０の下にフリップボンディングのための金属構造物を形成する時、前記発光構造物１２０の層間ショートを防止するために形成される。
【００６９】
前記絶縁層１３３は前記反射電極層１３１の下面に形成されないことがある。これは、前記反射電極層１３１の下面には絶縁性の支持部材１５１が形成されることによって、前記絶縁層１３３が前記反射電極層１３１の下面まで延長されないことがある。
【００７０】
前記絶縁層１３３は互いに異なる屈折率を有する第１層と第２層とが交互に配置されたＤＢＲ構造で形成され、前記第１層は、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうちのいずれか１つであり、前記第２層は前記第１層の以外の物質のうちのいずれか１つで形成される。この場合、前記反射電極層は形成しないことがある。
【００７１】
前記絶縁層１３３は１００〜１０，０００Å厚さで形成され、多層構造で形成された場合、各層は１〜５０，０００Åの厚さ、または各層当たり１００〜１０，０００Åの厚さで形成される。ここで、前記多層構造の絶縁層１３３で各層の厚さは発光波長によって反射効率を変化させることができる。
【００７２】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の材質は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、及びこれらの選択的な合金で形成される。また、前記第１連結電極１４１と前記第２連結電極１４３は、前記第１電極１３５と前記第２電極１３７との接着力のために、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの合金を用いたメッキ層を含むことができ、前記メッキ層の厚さは１〜１００，０００Åで形成される。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は、ユーテクティック（eutectic）ボンディング、ソルダーボール、または金属バンプでボンディングされ、これに対して限定するものではない。
【００７３】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の材質は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、及びこれらの選択的な合金で形成される。また、前記第１連結電極１４１と前記第２連結電極１４３は、前記第１電極１３５と前記第２電極１３７との接着力のために、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの合金を用いたメッキ層を含むことができ、前記メッキ層の厚さは１〜１００，０００Åで形成される。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は、ソルダーボールまたは金属バンプのような単一金属で使われることができ、これに対して限定するものではない。
【００７４】
前記支持部材１５１は発光素子１００を支持する支持層として使われる。前記支持部材１５１は絶縁性材質で形成され、前記絶縁性材質は、例えばシリコンまたはエポキシのような樹脂層で形成される。他の例として、前記絶縁性材質はペーストまたは絶縁性インキを含むことができる。前記絶縁性材質の材質は、その種類はポリアクリレート樹脂（polyacrylate resin）、エポキシ樹脂（epoxy resin）、フェノリック樹脂（phenolic resin）、ポリアミド樹脂（polyamides resin）、ポリイミド樹脂（polyimides resin）、不飽和ポリエステル樹脂（unsaturated polyesters resin）、ポリフェニレンエーテル樹脂（polyphenylene ether resin：ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキシド樹脂（polyphenilene oxide resin：ＰＰＯ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（polyphenylene sulfides resin）、シアネートエスター樹脂（cyanate ester resin）、ベンゾシクロブチン（benzocyclobutene：ＢＣＢ）、ポリアミド−アミノデンドリマー（Polyamido-amine Dendrimers：ＰＡＭＡＮ）、及びポリプロピレン−イミン（Polypropylene-imine：ＰＰＩ）デンドリマー（Dendrimers）、及びＰＡＭＡＮの内部構造、及び有機−シリコン外面を有するＰＡＭＡＮ−ＯＳ（organosilicon）を単独またはこれらの組合を含んだ樹脂で構成される。前記支持部材１５１は、前記絶縁層１３３と異なる物質で形成される。
【００７５】
前記支持部材１５１の内にはＡｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物のような化合物のうち、少なくとも１つが添加できる。ここで、前記支持部材１５１の内に添加された化合物は熱拡散剤であることがあり、前記熱拡散剤は所定サイズの粉末粒子、粒、フィラー（filler）、添加剤に使われることができ、以下、説明の便宜のために熱拡散剤として説明する。ここで、前記熱拡散剤は絶縁性材質または伝導性材質であることがあり、そのサイズは１Å〜１００，０００Åで使用可能であり、熱拡散効率のために１，０００Å〜５０，０００Åで形成できる。前記熱核酸剤の粒子形状は球形または不規則な形状を含むことができ、これに対して限定するものではない。
【００７６】
前記熱拡散剤はセラミック材質を含み、前記セラミック材質は同時塑性される低温塑性セラミック（ＬＴＣＣ：low temperature co-fired ceramic）、高温塑性セラミック（ＨＴＣＣ：high temperature co-fired ceramic）、アルミナ（alumina）、水晶（quartz）、カルシウムジルコネート（calcium zirconate）、橄欖石（forsterite）、ＳｉＣ、黒鉛、溶融シリカ（fusedsilica）、ムライト（mullite）、菫青石（cordierite）、ジルコニア（zirconia）、ベリリア（beryllia）、及び窒化アルミニウム（aluminum nitride）のうち、少なくとも１つを含む。前記セラミック材質は窒化物または酸化物のような絶縁性物質のうち、熱伝導度が窒化物や酸化物より高い金属窒化物で形成され、前記金属窒化物は、例えば熱伝導度が１４０Ｗ／ｍＫ以上の物質を含むことができる。前記セラミック材質は、例えばＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ（ＳｉＣ−ＢｅＯ）、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＡｌＮのようなセラミック（Ceramic）系列でありうる。前記熱伝導性物質は、Ｃ（ダイアモンド、ＣＮＴ）の成分を含むことができる。
【００７７】
前記支持部材１５１は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記支持部材１５１は内部にセラミック物質の粉末を含むことによって、支持部材１５１の強度は改善され、熱伝導率も改善できる。
【００７８】
前記支持部材１５１の内に含まれた熱拡散剤は１〜９９ｗｔ／％位の含量割合で添加され、効率的な熱拡散のために５０〜９９ｗｔ％範囲の含量割合で添加される。このような支持部材１５１の内に熱拡散剤が添加されることによって、内部での熱伝導率はより改善できる。また、前記支持部材１５１の熱膨脹係数は４−１１［ｘ１０６／℃］であり、このような熱膨脹係数は前記基板１１１、例えばサファイア基板と同一または類似の熱膨脹係数を有するようになるので、前記基板１１１の下に形成される発光構造物１２０との熱膨脹差によりウエハが撓むか、欠陥が発生することを抑制して発光素子の信頼性の低下を防止することができる。
【００７９】
ここで、前記支持部材１５１の下面面積は、前記基板１１１の上面と実質的に同一な面積で形成される。前記支持部材１５１の下面面積は、前記第１導電型半導体層１１５の上面面積と実質的に同一な面積で形成される。また、前記支持部材１５１の下面幅は前記基板１１１の上面と前記第１導電型半導体層１１５の上面幅と同一な幅で形成される。これは、支持部材１５１を形成した後、個別チップに分離することによって、前記支持部材１５１と前記基板１１１及び前記第１導電型半導体層１１５の側面が同一平面上に配置される。他の例として、前記支持部材１５１の下面面積は前記基板１１１の上面Ｓ１の面積より広いか狭いことがあり、これに対して限定するものではない。
【００８０】
図２を参照すると、前記支持部材１５１の第１辺（Ｄ１）の長さは前記支持部材１５１の第１辺（Ｄ１）に対応する前記基板１１１の第１辺の長さと実質的に同一であり、第２辺（Ｄ２）の長さは前記支持部材１５１の第２辺（Ｄ２）に対応する前記基板１１１の第２辺の長さと実質的に同一に形成される。他の例として、前記支持部材１５１の各辺（Ｄ１、Ｄ２）の長さは前記基板１１１の各辺より長いか小さいことがあり、これに対して限定するものではない。また、第１連結電極１４１と第２連結電極１４３との間の間隔（Ｄ５）は各電極パッドの間の間隔であって、発光素子の一辺の長さの１／２以上離隔することがあり、これに対して限定するものではない。
【００８１】
前記支持部材１５１の下面は実質的に平坦な面で形成されたり、不規則な面で形成されることがあり、これに対して限定するものではない。
【００８２】
前記支持部材１５１の厚さ（Ｔ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ２）より少なくても厚く形成される。他の例として、前記支持部材１５１の厚さ（Ｔ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ２）より薄く形成され、これは前記絶縁層１３３の厚さを前記第２連結電極１３７の厚さより厚く形成することによって、前記支持部材１５１の厚さが薄くなる。前記支持部材１５１の一部領域の厚さ（Ｔ２）は前記第１連結電極１４１の厚さより厚く形成される。前記支持部材１５１の厚さ（Ｔ１）は１μｍ〜１００，０００μｍ範囲で形成され、他の例として５０μｍ〜１，０００μｍ範囲で形成される。
【００８３】
前記支持部材１５１の下面は前記第１電極１３５及び前記第２電極１３７の下面より低く形成され、前記第１連結電極１４１の下面、前記第２連結電極１４３の下面と同一な平面（即ち、水平面）上に配置される。
【００８４】
前記支持部材１５１は、前記第１電極１３５、第２電極１３７、前記第１連結電極１４１、及び前記第２連結電極１４３の周り面に接触される。これによって、前記第１電極１３５、第２電極１３７、前記第１連結電極１４１、及び前記第２連結電極１４３から伝導された熱は前記支持部材１５１を通じて拡散され放熱される。この際、前記支持部材１５１は内部の熱拡散剤により熱伝導率が改善され、全表面を通じて放熱を遂行するようになる。したがって、前記発光素子１００は熱による信頼性を改善させることができる。
【００８５】
また、前記支持部材１５１の一側面または一側面以上は、前記発光構造物１２０及び前記基板１１１の側面と同一な平面（即ち、垂直面）上に配置される。また、前記支持部材１５１の一側面または一側面以上は、前記発光構造物１２０及び前記基板１１１の側面より突出され、これに対して限定するものではない。
【００８６】
前記の発光素子１００はフリップ方式により搭載され、基板１１１の上面方向に大部分の光が放出され、一部の光は前記基板１１１の側面及び前記発光構造物１２０の側面を通じて放出されるので、前記第１電極１３５及び第２電極１３７による光損失を減らすことができる。これによって、前記の発光素子１００の上部に配置された前記基板１１１の第１パターン部と第２パターン部により光抽出効率が改善され、前記支持部材１５１により放熱効率は改善できる。
【００８７】
前記基板１１１の上には蛍光体層または蛍光体が添加されていない透光性樹脂層が形成され、これに対して限定するものではない。
【００８８】
図３乃至図９は、本発明の第１実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。以下の製造過程は説明の容易性のために個別素子として図示されたが、ウエハレベルで製造され、個別素子は後述する処理工程を通じて製造されることと説明される。また、個別素子の後述する製造工程に限定するものでなく、各工程の特定工程に追加的な工程またはより少ない工程により製造できる。
【００８９】
図３を参照すると、基板１１１は成長装備にローディングされ、その上にＩＩ族乃至ＶＩ族元素の化合物半導体が層またはパターン形態に形成される。前記基板１１１は成長基板に使われる。
【００９０】
ここで、前記基板１１１は、透光性基板、絶縁基板、または伝導性基板からなることができ、例えばサファイア基板（Ａｌ２Ｏ３）、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇａ２Ｏ３、そしてＧａＡｓなどからなる群から選択できる。このような基板１１１の上面には凹凸パターンのような光抽出構造が形成され、このような凹凸パターンは光の臨界角を変化させて光抽出効率を改善させることができる。
【００９１】
前記成長装備は、電子ビーム蒸着器、ＰＶＤ（physical vapor deposition）、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）、ＰＬＤ（plasma laser deposition）、二重型の熱蒸着器（dual-type thermal evaporator）、スパッタリング（sputtering）、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）などにより形成することができ、このような装備に限定するものではない。
【００９２】
前記基板１１１の上には第１半導体層１１３が形成され、前記第１半導体層１１３はＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体を用いて形成される。前記第１半導体層１１３は、前記基板１１１との格子定数の差を減らしてくれるバッファ層に形成される。前記第１半導体層１１３はアンドープド半導体層で形成され、前記アンドープド半導体層は意図的にドーピングしないＧａＮ系半導体で形成される。
【００９３】
前記第１半導体層１１３の上には発光構造物１２０が形成される。前記発光構造物１２０は、第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、及び第２導電型半導体層１１９の順に形成される。
【００９４】
前記第１導電型半導体層１１５は、第１導電型ドーパントがドーピングされたＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択できる。前記第１導電型がＮ型半導体の場合、前記第１導電型ドーパントは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、ＴｅなどのＮ型ドーパントを含む。前記第１導電型半導体層１１５は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記第１導電型半導体層１１５は互いに異なる物質を有する超格子構造をさらに含むことができ、これに対して限定するものではない。
【００９５】
前記第１導電型半導体層１１５の上には活性層１１７が形成され、前記活性層１１７は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、量子線構造、量子点構造のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記活性層１１７はＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体材料を用いてＩｎｘＡｌｙＧＡ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦＋ｙ≦１）の組成式を有する井戸層と障壁層の周期、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層の周期、ＩｎＧａＮ井戸層／ＡｌＧａＮ障壁層の周期、ＩｎＧａＮ井戸層／ＩｎＧａＮ障壁層の周期などで形成され、これに対して限定するものではない。
【００９６】
前記活性層１１７の上または／及び下には導電型クラッド層が形成され、前記導電型クラッド層はＡｌＧａＮ系半導体で形成される。ここで、前記活性層１１７の障壁層は前記井戸層のバンドギャップより高く、前記導電型クラッド層は前記障壁層のバンドギャップより高く形成される。
【００９７】
前記活性層１１７の上には前記第２導電型半導体層１１９が形成され、前記第２導電型半導体層１１９は第２導電型ドーパントがドーピングされたＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体、例えばＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択できる。前記第２導電型がＰ型半導体の場合、前記第２導電型ドーパントはＭｇ、ＺｎなどのＰ型ドーパントを含む。前記第２導電型半導体層１１９は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記第２導電型半導体層１１９は互いに異なる物質を有する超格子構造をさらに含むことができ、これに対して限定するものではない。
【００９８】
前記第１導電型半導体層１１５、前記活性層１１７、及び前記第２導電型半導体層１１９は、発光構造物１２０として定義できる。また、前記第２導電型半導体層１１９の上には第２導電型と反対の極性を有する第３導電型半導体層、例えばＮ型半導体層が形成される。これによって、前記発光構造物１２０は、Ｎ−Ｐ接合、Ｐ−Ｎ接合、Ｎ−Ｐ−Ｎ接合、Ｐ−Ｎ−Ｐ接合構造のうち、少なくとも１つで形成される。
【００９９】
図４を参照すると、発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）に対してエッチングを遂行するようになる。前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）は、前記第１導電型半導体層１１５が露出されることができ、前記第１導電型半導体層１１５の露出部分は前記活性層１１７の上面より低い高さに形成される。
【０１００】
前記エッチング過程は、前記発光構造物１２０の上面領域に対してマスクパターンでマスキングした後、前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）に対してドライエッチングを遂行するようになる。前記ドライエッチングは、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）装備、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装備、ＣＣＰ（Capacitive Coupled Plasma）装備、及びＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）装備のうち、少なくとも１つを含む。他のエッチング方式として、湿式エッチングをさらに含むことができ、これに対して限定するものではない。
【０１０１】
ここで、前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）はエッチング領域であって、任意の領域に設定されることができ、その領域（Ａ１）の個数も１つまたは複数で形成できる。
【０１０２】
図５を参照すると、前記発光構造物１２０の上に反射電極層１３１を形成するようになる。前記反射電極層１３１は、前記第２導電型半導体層１１９の上面面積より小さな面積で形成され、これは反射電極層１３１の製造過程に従うショートを防止することができる。ここで、前記反射電極層１３１は、前記第２導電型半導体層１１９の上面エッジから所定距離（Ｄ３）離隔した領域と前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）にマスクでマスキングした後、スパッタ（Sputter）装備または／及び蒸着装備で蒸着させることができる。
【０１０３】
前記反射電極層１３１は少なくとも反射率が７０％以上であるか、少なくとも９０％以上の金属物質を含むことができる。
【０１０４】
前記反射電極層１３１はオーミック接触層／反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、オーミック接触層／反射層／保護層の構造で形成されたり、反射層で形成される。前記各層の物質及び厚さは図１の説明を参照することにする。
【０１０５】
前記第１導電型半導体層１１５の上に第１電極１３５を形成し、前記反射電極層１３１の上に第２電極１３７を形成するようになる。前記第１電極１３５及び第２電極１３７は、電極形成領域の以外の領域をマスクでマスキングした後、スパッタまたは／及び蒸着装備で形成されることができ、これに対して限定するものではない。前記第１電極１３５及び第２電極１３７は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらの選択的な合金のうちから選択的に形成できる。前記第１電極１３５及び第２電極１３７は多層で形成され、例えば前記の物質を用いて接着層／反射層／拡散防止層／ボンディング層のうち、少なくとも２層を含むことができる。前記第１電極１３５と前記第２電極１３７は同一工程で同一な積層構造で形成されることができ、これに対して限定するものではない。
【０１０６】
前記第２電極１３７は、前記反射電極層１３１と前記第２導電型半導体層１１９に物理的に接触できる。
【０１０７】
前記反射電極層１３１の上に絶縁層１３３を形成するようになる。前記絶縁層１３３はスパッタまたは蒸着方式により形成される。前記絶縁層１３３は、前記第１電極１３５及び前記第２電極１３７を除外した領域の上に形成されて、前記反射電極層１３１及び前記第２導電型半導体層１１９の上面、前記第１導電型半導体層１１５の露出された領域をカバーするようになる。
【０１０８】
前記絶縁層１３３は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのような酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物などの絶縁物質、または絶縁性樹脂を含む。前記絶縁層１３３は、例えばＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうちから選択的に形成できる。前記絶縁層１３３は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。ここで、電極１３５、１３７の形成過程と絶縁層１３３の形成過程とは互いに変更できる。
【０１０９】
図６を参照すると、前記第１電極１３５の上に第１連結電極１４１をボンディングし、前記第２電極１３７の上に第２連結電極１４３をボンディングするようになる。前記第１連結電極１４１はソルダーボールまたは／及び金属バンプのような伝導性パッドを含み、前記第１電極１３５の上にボンディングされる。前記第１連結電極１４１は、前記第１導電型半導体層１１５の上面に対して垂直な方向に配置される。前記第２連結電極１４３はソルダーボールまたは／及び金属バンプのような伝導性パッドを含み、前記第２電極１３７の上にボンディングされる。前記第２連結電極１４３は、前記第２導電型半導体層１１９の上面に対して垂直な方向に配置される。
【０１１０】
ここで、前記第１連結電極１４１の厚さ（Ｈ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ２）より少なくても長く形成され、前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面は互いに異なる平面上に配置され、これらの上面は同一な平面（即ち、水平面）上に配置される。
【０１１１】
図７を参照すると、支持部材１５１は前記絶縁層１３３の上にスキージまたは／及びディスペンシング方式により形成する。前記支持部材１５１は、シリコンまたはエポキシのような樹脂物の内に熱拡散剤を添加して絶縁性支持層に形成される。前記熱拡散剤は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒなどの物質を有する酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物のうちの少なくとも１つの物質、例えばセラミック材質を含むことができる。前記熱拡散剤は、所定サイズの粉末粒子、粒、フィラー（filler）、添加剤として定義できる。前記熱拡散剤はセラミック材質を含み、前記セラミック材質は同時塑性される低温塑性セラミック（ＬＴＣＣ：low temperature co-fired ceramic）または高温塑性セラミック（ＨＴＣＣ：high temperature co-fired ceramic）を含む。前記セラミック材質は窒化物または酸化物のような絶縁性物質のうち、熱伝導度が窒化物や酸化物より高い金属窒化物で形成され、前記金属窒化物は、例えば熱伝導度が１４０Ｗ／ｍＫ以上の物質を含むことができる。前記セラミック材質は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ（ＳｉＣ−ＢｅＯ）、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＡｌＮのようなセラミック（Ceramic）系列でありうる。前記熱伝導性物質は、Ｃ（ダイアモンド、ＣＮＴ）の成分を含むことができる。前記熱拡散剤は前記支持部材１５１の内に１〜９９ｗｔ／％位で含まれることができるので、熱拡散効率のために５０％以上に添加できる。
【０１１２】
前記支持部材１５１はインキまたはペーストに高分子物質を混合して形成されることができ、前記高分子物質の混合方式は、ボールミール、油性ボールミール、インペラーミキシング、ビードミール（Bead Mill）、バスケットミール（Basket Mill）を用いる。この場合、均等な分散のために溶媒と分散剤が使われることができ、溶媒は粘度調節のために添加され、インキの場合は３〜４００Ｃｐｓ、ペーストの場合は１０００〜１百万Ｃｐｓが好ましい。また、その種類は、水、メタノール（Methanol）、エタノール（ethanol）、イソプロパノール（isopropanol）、ブチルカルビトール（butylcabitol）、ＭＥＫ、トルエン（toluene）、キシレン（xylene）、ジエチレングリコール（Diethylene Glycol；ＤＥＧ）、ホルムアミド（Formamide；ＦＡ）、α−テルピネオール （α−terpineol；ＴＰ）、γ−ブチロラクトン（γ−butylrolactone；ＢＬ）、メチルセルロソルブ（Methylcellosolve；ＭＣＳ）、プロピルメチルセルロソルブ（Propylmethylcellosolve；ＰＭ）のうち、単独または複数の組合を含むことができる。追加的に粒子間の結合を増加させるために、1- トリメチルシリル（Trimethylsilyl）but-1-yne-3-ol、アリトリメティルシラン（Allytrimethylsilane）、トリメチルシリルメタンスルホナート（Trimethylsilyl methanesulfonate）、トリメチルシリルトリクロロアセテート（Trimethylsilyl tricholoracetate）、メチルトリメチルシリルアセテート（Methyl trimethylsilylacetate）、メチルトリメチルシリルプロピオン酸（Trimethylsilyl propionic acid）などのシラン系列の添加物が入ることができるが、この場合、ゲル化（gelation）の危険性があるので、添加の選択は慎重を期しなければならない。
【０１１３】
ここで、製造工程上で、ソルダーバンプのような連結電極は予め製造してボンディングした後、前記連結電極の周りに支持部材を形成することができる。反対に、インキまたはペーストのような絶縁層はプリントまたはディスペンシングした後、硬化させた後、連結電極に相応する孔を形成した後、伝導性材質を詰めて連結電極を形成することができる。
【０１１４】
前記支持部材１５１の厚さは前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３の上面の高さと同一な高さを有する厚さで形成される。
【０１１５】
前記支持部材１５１は、前記第１連結電極１４１、前記第２連結電極１４３、前記第１電極１３５、及び前記第２電極１３７の周りに詰められるようになる。前記支持部材１５１の上面には前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の上面が露出される。
【０１１６】
前記支持部材１５１は絶縁性支持層であって、複数の連結電極１４１、１４３の周りを支持するようになる。即ち、前記複数の連結電極１４１、１４３は前記支持部材１５１の内に挿入された形態に配置される。
【０１１７】
前記支持部材１５１の厚さ（Ｔ１）は、前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の上面が露出される程度に形成される。前記支持部材１５１に対して所定温度、例えば２００℃±１００℃内で硬化され、このような硬化温度は半導体層に影響を与えない範囲である。
【０１１８】
ここで、前記基板１１１の厚さは３０μｍ以上の厚さ、または前記基板１１１の下面のポリッシング過程を経て３０μｍ〜１５０μｍ範囲の厚さで形成される。これは、発光素子１００の内に前記基板１１１の反対側に別途の支持部材１５１をさらに具備することによって、基板１１１が光を放出する層として使われるので、前記基板１１１の厚さはより薄く加工できる。ここで、前記支持部材１５１、前記第１連結電極１４１、及び第２連結電極１４３の表面をＣＭＰ（chemical mechanical polishing）工程のようなポリッシング工程を遂行することができる。他の例として、前記支持部材１５１を形成した後、前記支持部材１５１の上に電極孔を各々形成し、前記電極孔を通じて第１連結電極及び第２連結電極を形成して完成することができる。
【０１１９】
図７のように製造された発光素子を１８０度回転させた後、図８のように前記基板１１１の上面Ｓ１、即ち半導体層が形成された面（下面）の反対側の面には第１エッチング方式により複数の突起１１を有する第１パターン部を形成するようになる。前記第１エッチング方式は、湿式エッチング及びドライエッチングのうちの少なくとも１つに利用できる。前記第１パターン部が形成されれば、前記基板１１１の上部を通じて第２エッチング方式により処理して複数の凹部１２を有する第２パターン部を形成するようになる。前記第２エッチング方式は、湿式エッチング及びドライエッチングのうちの少なくとも１つが利用できる。前記凹部１２は前記突起１１に形成され、また前記基板１１１の上面領域のうち、平坦な面にも形成できる。前記凹部１２のサイズは突起１１のサイズより１／２または５０％以下のサイズに形成されることができ、これの詳細な説明は図１を参照することにする。ここで、前記湿式エッチング方式を用いて不規則的な間隔を有する凹部または突起を形成することができ、ドライエッチング方式を用いて周期的なまたは不規則的な間隔を有する凹部または突起を形成することができる。
【０１２０】
図９の発光素子は個別チップ単位でスクライビング、ブレーキングまたは／及びカッティングして、図１のような個別発光素子に提供できる。前記発光素子はウエハレベルでパッケージングされることで、モジュール基板の上に別途のワイヤー無しでフリップボンディング方式により搭載できる。図９の発光素子は、図１０のようにモジュール基板１７０の上に搭載されて発光モジュールのような装置に利用できる。
【０１２１】
前記支持部材１５１の上面面積は、前記基板１１１の下面面積より同一な面積であることがあり、その厚さは前記各電極１３５、１３７の上面より高く形成される。
【０１２２】
図１０は、図１の発光素子が搭載された発光装置を示す図である。
【０１２３】
図１０を参照すると、発光素子１００は、モジュール基板１７０の上にフリップ方式により搭載される。
【０１２４】
前記モジュール基板１７０は、金属層１７１の上に絶縁層１７２が配置され、前記絶縁層１７２の上に第１電極パッド１７３及び第２電極パッド１７４が形成され、前記第１電極パッド１７３及び第２電極パッド１７４はランドパターンであって、電源を供給してくれるようになる。前記絶縁層１７２の上には前記電極パッド１７３、１７４の領域を除外した領域に保護層１７５が形成され、前記保護層１７５はソルダーレジスト（Solder resist）層、反射層、または絶縁層であって、白色または緑色保護層を含む。前記保護層１７５は光を効率的に反射させて、反射光量を改善させることができる。
【０１２５】
前記モジュール基板１７０は、回路パターン（図示せず）を含む印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）でありうる。但し、前記モジュール基板１７０は樹脂系列のＰＣＢ、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、これに対して限定するものではない。
【０１２６】
前記第１電極パッド１７３の上には前記発光素子１００の第１連結電極１４１が対応され、前記第２電極パッド１７４の上には前記発光素子１００の第２連結電極１４３が対応される。前記第１電極パッド１７３と前記第１連結電極１４１とはボンディング物質１７７によりボンディングされ、前記第２電極パッド１７４及び前記第２連結電極１４３はボンディング物質１７７によりボンディングされる。
【０１２７】
前記発光素子１００は、前記第１電極パッド１７３及び第２電極パッド１７４から供給された電源により動作し、発生された熱は前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３を通じて伝導された後、前記支持部材１５１の全表面を通じて放熱できる。前記支持部材１５１の下面は前記モジュール基板１７０の上面から離隔し、その離隔した距離は前記ボンディング物質１７７の厚さ位に離隔できる。
【０１２８】
前記発光素子１００の第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び支持部材１５１の下面と前記モジュール基板１７０の上面との間の間隔は、同一な間隔で形成される。
【０１２９】
前記モジュール基板１７０の上には１つの発光素子１００を搭載した構成に対して開示したが、複数の発光素子をアレイすることができ、これに対して限定するものではない。
【０１３０】
図１１は、本発明の第２実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０１３１】
図１１を参照すると、発光素子は、前記支持部材１５１の反対側基板１１１の表面、即ち光出射面に形成された蛍光体層１６１を含む。前記蛍光体層１６１は蛍光フィルム、または塗布された層であることがあり、単層または多層で形成される。
【０１３２】
前記蛍光体層１６１は、透光性樹脂層の内に蛍光体が添加される。前記透光性樹脂層はシリコンまたはエポキシのような物質を含み、前記蛍光体はＹＡＧ、ＴＡＧ、シリケート（Silicate）、ナイトライド（nitride）、オキシ−ナイトライド（Oxy-nitride）系物質のうちから選択的に形成される。前記蛍光体は、赤色蛍光体、黄色蛍光体、緑色蛍光体のうちの少なくとも１つを含み、前記活性層１１７から放出された光の一部を励起させて異なる波長で発光するようになる。
【０１３３】
前記蛍光体層１６１は、前記基板１１１の上面Ｓ１、前記基板１１１及び前記発光構造物１２０の少なくとも一側面Ｓ２に形成される。前記蛍光体層１６１の厚さは１〜１００，０００μｍで形成され、他の例として１〜１０，０００μｍの厚さで形成される。前記蛍光体層１６１の厚さは発光構造物１２０の厚さ方向の長さでありうる。
【０１３４】
前記蛍光体層１６１は互いに異なる蛍光体層を含むことができ、前記互いに異なる蛍光体層は、第１層は、赤色、黄色、緑色蛍光体層のいずれか１つの蛍光体層であり、第２層は、前記第１層の上に形成され、前記第１層と異なる蛍光体層で形成される。前記蛍光体層１６１は重畳されない第１領域と第２領域に互いに異なる蛍光体層を配置することができる。前記蛍光体層１６１と前記発光構造物の側面には保護のための透光性樹脂材質の保護層がさらに形成されることができ、これに対して限定するものではない。
【０１３５】
前記基板１１１と前記蛍光体層１６１との間の領域には前記基板１１１の上面より第１深さに凹な第１凹部１１Ａを有する第１凹凸構造の第１パターン部と、前記凹部１１Ａのサイズより５０％以下に小さいサイズを有する第２凹部１２を有する第２凹凸構造の第２パターン部を含み、前記第１凹部１１Ａは、凹部、溝部、またはリセス部として定義することができ、前記第２凹部１２は前記第１凹部１１Ａ及び上面Ｓ１に凹及び凸に形成された微細凹凸またはラフネスを含む。これによって、前記基板１１１の上面Ｓ１は複数の第１凹部１１Ａを有する凹凸構造に微細凹凸構造が形成される。前記微細凹凸の間隔は第１凹部１１Ａの間隔より狭い間隔で形成される。前記第２凹部１２の内には前記蛍光体層１６１が配置される。
【０１３６】
前記第１凹部１１Ａと第２凹部１２により光指向角が変換されて、前記基板１１１の上部を通じて抽出される光量を増加させることができる。これによって、前記基板１１１の上部への光抽出効率が改善されることによって、前記蛍光体層１６１による色混合が改善できる。
【０１３７】
図１２は、本発明の第３実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【０１３８】
図１２を参照すると、前記基板１１１の上部には複数の突起１１Ｂが形成され、前記複数の突起１１Ｂは前記支持部材１５１の反対側方向に突出して、前記基板１１１を通じて入射される光の臨界角を変化させるようになる。これによって、発光素子の光抽出効率は改善できる。前記突起１１Ｂは、半球型レンズ形状、多角形状の構造物がストライプ形態に配列できる。前記突起１１Ｂの表面と前記基板１１１の上面には複数の凹部１２を有する第２パターン部が形成される。前記第２パターン部は微細凹凸またはラフネスに形成され、これに対して限定するものではない。前記凹部１２の内には前記蛍光体層１６２が配置される。
【０１３９】
前記基板１１１の上面には蛍光体層１６２が配置され、前記蛍光体層１６２の下面は前記突起１１Ｂに沿って凹凸形状に形成され、上面はフラット形状または凹凸形状に形成される。前記蛍光体層１６２の下面は前記基板１１１の上面に接触するか、または離隔することがあり、これに対して限定するものではない。
【０１４０】
前記蛍光体層１６２は前記基板１１１の上面のみに形成されたり、前記基板１１１及び前記発光構造物１２０の側面にも形成され、これに対して限定するものではない。
【０１４１】
図１３は本発明の第４実施形態に従う発光素子を示す図であり、図１４は図１３の底面図である。
【０１４２】
図１３及び図１４を参照すると、支持部材１５２、１５２Ａの間には分離溝１５２Ｂが形成され、前記分離溝１５２Ｂは前記支持部材１５２、１５２Ａを両側に分割させる。第１支持部材１５２は前記発光構造物１２０の一側の下に配置され、前記第１連結電極１４１の周りに形成される。第２支持部材１５２Ａは前記発光構造物１２０の他側の下に配置され、前記第２連結電極１４３の周りに形成される。
【０１４３】
前記分離溝１５２Ｂは前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間を物理的及び電気的に分離させ、下部の絶縁層１３３が露出される。
【０１４４】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａは絶縁性物質または伝導性物質で形成される。前記絶縁性材質は前述した熱拡散剤を有する樹脂材質であり、前記伝導性材質はカーボン（Carbon）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）のような伝導性物質または金属でも形成できる。前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａが伝導性材質の場合、前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の材質とは異なる材質で形成される。
【０１４５】
ここで、前記伝導性物質の第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとは分離溝１５２Ｂにより分離されることによって、電気的なショート問題を解決することができる。
【０１４６】
前記分離溝１５２Ｂは前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間の間隔（Ｄ６）を有し、その深さは前記第２支持部材１５２Ａの厚さ（Ｔ１）で形成される。前記分離溝１５２Ｂは、前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間の電気的な干渉を防止する。
【０１４７】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａの下面は前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面と同一平面上に配置される。ここで、前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａが伝導性材質であっても、前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３を通じて搭載できる。
【０１４８】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間にはセラミック系列の絶縁物質がさらに配置され、前記セラミック系列の絶縁物質は前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａの下面と同一な水平面上に配置される。
【０１４９】
前記基板１１１の上面Ｓ１には複数の突起１１を有する第１パターン部、前記突起１１より小さなサイズを有する複数の凹部１２を有する第２パターン部を含む。前記基板１１１の上部に配置された前記蛍光体層１６１は前記基板１１１の上面Ｓ１に接触するか離隔することがあり、これに対して限定するものではない。前記凹部１２の内には前記蛍光体層１６１が配置される。
【０１５０】
図１５は本発明の第５実施形態に従う発光素子を示す側断面図であり、図１６は図１５の発光素子の底面図である。
【０１５１】
図１５及び図１６を参照すると、発光素子は複数の支持部材１５３、１５３Ａを含み、前記複数の支持部材１５３、１５３Ａは各連結電極１４１、１４３の周りに形成される。第１連結電極１４１の周りは第１支持部材１５３によりカバーされ、前記第２連結電極１４３の周りは第２支持部材１５３Ａによりカバーされる。前記第１及び第２支持部材１５３、１５３Ａの材質は絶縁性材質または伝導性材質でありうる。
【０１５２】
前記第１支持部材１５３の幅（Ｗ３）は前記第１連結電極１４１の幅より広く形成されることによって、前記第１支持部材１５３は熱伝導及び電気的な伝導経路に使われることができる。前記第２支持部材１５３Ａの幅（Ｗ４）は前記第２連結電極１４３の幅より広く形成されることによって、前記第２支持部材１５３Ａは熱伝導及び電気的な伝導経路に使われることができる。
【０１５３】
前記第１支持部材１５３及び前記第２支持部材１５３Ａの間の間隔（Ｄ７）は発光構造物１２０のいずれか一辺の長さの１／２以上離隔できる。
【０１５４】
前記第１支持部材１５３と前記第２支持部材１５３Ａとの間にはセラミック系列の絶縁物質がさらに配置され、前記セラミック物質の絶縁物質は前記第１支持部材１５３と前記第２支持部材１５３Ａの下面と同一な水平面上に配置される。前記第１及び第２支持部材１５３、１５３Ａの間には絶縁物質が詰められることができ、これに対して限定するものではない。
【０１５５】
図１５のように前記基板１１１と前記蛍光体層１６１との間には透光性樹脂層１６０がさらに形成され、前記透光性樹脂層１６０は前記基板１１１の屈折率より低い樹脂材質、例えばシリコンまたはエポキシのような材質で形成される。
【０１５６】
前記基板１１１の上面Ｓ１には突起１１を有する第１パターン部と、前記突起１１よりサイズの小さい凹部１２を有する第２パターン部が形成され、前記突起１１の間に前記透光性樹脂層１６０が配置される。前記透光性樹脂層１６０の厚さは前記基板１１１の上面Ｓ１と前記蛍光体層１６１の下面との間の距離であって、前記突起１１の厚さ（または、高さ）と同一であるか、より高いか低く形成される。また、前記透光性樹脂層１６０は、前記蛍光体層１６１を前記基板１１１の上部に接着させることができ、前記基板１１１を通じて前記透光性樹脂層１６０に進行する光の界面損失を最小化させることができる。前記突起１１に配置された凹部１２には前記蛍光体層１６１が配置され、前記凹部１２の内には透光性樹脂層１６０が配置される。
【０１５７】
図１７は、本発明の第６実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０１５８】
図１７を参照すると、第１連結電極１４１Ａの幅（Ｗ５）は前記第１電極１３５の幅より広く形成され、前記第１連結電極１４１Ａ及び前記第１電極１３５の側面は前記発光構造物１２０及び前記基板１１１の側面と同一平面上に配置される。前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）は前記第１導電型半導体層１１５のエッチ領域が露出されるようにエッチングできる。前記発光構造物１２０のエッジ領域は前記第１導電型半導体層１１５のエッジ領域に沿って前記発光構造物１２０の側面から所定間隔（Ｄ８）で離隔し、ループ形状に形成される。前記第１電極１３５の一部１３５Ａは前記第１電極１３５に連結され、前記第１導電型半導体層１１５のエッジ領域に沿ってループ形状に形成され、前記ループ形状はオープンループまたは閉ループ形状でありうる。
【０１５９】
前記第２連結電極１４３Ａの幅（Ｗ６）は前記第２連結電極１３７の幅より広く形成される。
【０１６０】
前記蛍光体層１６１の表面１６１Ａはラフネスのような光抽出構造で形成される。
【０１６１】
前記蛍光体層１６１と前記基板１１１との間に透光性樹脂層１６０が配置される。前記透光性樹脂層１６０は、前記基板１１１の突起１１と、前記基板１１１の上面Ｓ１に接触されるように形成され、凹部１２の内に配置される。
【０１６２】
図１８は、本発明の第７実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０１６３】
図１８を参照すると、基板１１１の上面に蛍光体層１６３が形成され、前記蛍光体層１６３の上にレンズ１６４が形成される。前記基板１１１の上面Ｓ１には、複数の突起１１を有する第１パターン部と、前記突起１１のサイズより小さなサイズを有する複数の凹部１２を有する第２パターン部が形成される。前記蛍光体層１６３は前記基板１１１の上面に所定厚さで形成され、前記蛍光体層１６３は前記第２パターン部の凹部１２の内に配置され、これに対して限定するものではない。
【０１６４】
前記レンズ１６４は、前記蛍光体層１６３の上に凸レンズ形状に形成される。前記レンズ１６４の形状は、他の例として、凹レンズ、凹凸パターンを有する非球面レンズ形状を含むことができる。また、前記レンズ１６４は、他の例として、上面または／及び下面中心部が凹な全反射面を有するレンズ形状に形成される。
【０１６５】
前記反射電極層１３１の下には複数の第２電極１３７が形成され、前記複数の第２電極１３７の下には第２連結電極１４３が各々配置される。前記第２連結電極１４３の間は所定間隔（Ｔ３）で離隔し、発光素子の底面から見ると、ドットマトリックスのような形態に配置される。前記支持部材１５１は、前記第１連結電極１４１及び複数の第２連結電極１４３の間に配置されて、絶縁性支持層として機能するようになる。前記発光構造物１２０の下に複数の第２連結電極１４３が配置されることによって、前記支持部材１５１の強度を補強することができ、電気的な接触効率は改善できる。また、前記発光素子の第２連結電極１４３での接合不良を防止することができる。実施形態は、前記第１連結電極１４１が複数で形成され、これに対して限定するものではない。
【０１６６】
図１９は、本発明の第８実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０１６７】
図１９を参照すると、発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）はエッチング領域であって、互いに異なる領域で第１導電型半導体層１１５を露出させる。前記第１導電型半導体層１１５の下には第１電極１３５が各々形成され、前記反射電極層１３１の下には第２電極１３７が各々形成される。前記第１電極１３５と第２電極１３７とが交互に配置されて、電流を均一に供給することができる。前記蛍光体層１６５は前記基板１１１の上に形成される。前記発光構造物１２０は複数のセルで形成されることによって、輝度を改善させることができる。前記基板１１１の上面Ｓ１には複数の突起１１を有する第１パターン部と、前記突起１１のサイズより小さなサイズを有する複数の凹部１２を有する第２パターン部が形成される。前記基板１１１と前記蛍光体層１６５との間に透光性樹脂層１６０が配置され、前記透光性樹脂層１６０は前記突起１１と凹部１２に接触され、前記蛍光体層１６５を接着させることができる。
【０１６８】
図２０は、本発明の第９実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。第９実施形態を説明するに当たって、第１実施形態と同一な部分は同一な符号で処理し、重複説明は省略する。
【０１６９】
図２０を参照すると、発光素子は発光構造物１２０の下に反射電極層１３０及び第２電極パッド１３２が配置され、前記反射電極層１３０は前記第２導電型半導体層１１９の下にオーミック及び反射電極として機能し、前記第２電極パッド１３２は層またはパターン形状を含む。前記発光構造物１２０の上に基板１１１が配置され、前記基板１１１の上面Ｓ１には複数の突起１１を有する第１パターン部と、前記突起１１のサイズより小さなサイズを有する複数の凹部１２を有する第２パターン部が形成される。前記第１パターン部の構造と前記第１パターン部の内に形成される第２パターン部の構造は変更されることができ、前記の構造に限定するものではない。
【０１７０】
前記第１導電型半導体層１１５の下には第１電極パッド１３４が配置され、前記第１電極パッド１３４は前記第１導電型半導体層１１５に接触され、前記第１電極ボンディング層１３６と前記第１導電型半導体層１１５との間に接合される。前記第１電極ボンディング層１３６は前記第１電極パッド１３４と前記第１連結電極１４１との間に接合され、電気的に連結させる役割をする。前記第１電極ボンディング層１３６は第１接合電極１３６Ａ及び前記第１接合電極１３６Ａの下に第２接合電極１３６Ｂを含み、前記第１接合電極１３６Ａは前記第１電極パッド１３４と接合され、前記第２接合電極１３６Ｂは前記第１連結電極１４１と前記第１接合電極１３６Ａとの間に接合される。
【０１７１】
前記第１電極パッド１３４は後述する第２電極パッド１３２の積層構造と同一な物質及び厚さ範囲を有する構造で形成され、例えば前記第１電極パッド１３４及び第２電極パッド１３２は、接着層、前記接着層の下に反射層、前記反射層の下に拡散防止層、前記拡散防止層の下にボンディング層を含む。前記第１電極ボンディング層１３６は前記第１連結電極１４１と第１電極パッド１３４との間に接合されて、前記第１連結電極１４１と前記第１電極パッド１３４との接合を改善させることができる。
【０１７２】
前記第１電極ボンディング層１３６の第１接合電極１３６Ａは、前記第１連結電極１４１に接合された第２接合電極１３６Ｂと接合されることで、前記第１連結電極１４１の物理的な接合と電気的な連結を改善させることができる。
【０１７３】
前記第２導電型半導体層１２０の下面には反射電極層１３０が形成され、前記反射電極層１３０の下には第２電極パッド１３２が形成される。前記反射電極層１３０の下面面積は前記第２電極パッド１３２の上面面積と同一または小さいことがあり、これに対して限定するものではない。前記第２電極パッド１３２と前記第２連結電極１４３との間には第２電極ボンディング層１３８が形成されて、前記第２電極パッド１３２と第２連結電極１４３との間の接合力を改善させることができる。
【０１７４】
前記第２電極ボンディング層１３８は、前記第２電極パッド１３２と前記第２連結電極１４３とを連結させる役割をする。前記第２電極ボンディング層１３８は、第３接合電極１３８Ａ及び前記第３接合電極１３８Ａの下に第４接合電極１３８Ｂを含む。前記第３接合電極１３８Ａは前記第２電極パッド１３２と接合され、前記第４接合電極１３８Ｂは前記第２連結電極１４３と前記第３接合電極１３８Ａとの間に接合される。
【０１７５】
前記第２電極ボンディング層１３８は前記第２連結電極１４３と第２電極パッド１３２との間に接合されて、前記第２連結電極１４３と前記第２電極パッド１３２との接合を改善させることができる。前記第１電極パッド１３４は第１電極であり、前記第２電極パッド１３２は第２電極として機能するようになる。
【０１７６】
図２１は、本発明の実施形態に従う反射電極層及び第２電極パッドの一例を示す図である。
【０１７７】
図２１を参照すると、反射電極層１３０は、オーミック接触層１、前記オーミック接触層１の下に反射層２、前記反射層２の下に拡散防止層３、前記拡散防止層３の下に保護層４を含む。
【０１７８】
前記オーミック接触層１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）、ＳｎＯ、ＩｎＯ、ＩＮＺｎＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びこれらうちの２以上の合金のうちから選択され、少なくとも１層に形成される。前記オーミック接触層１の厚さは１〜１，０００Åで形成される。
【０１７９】
前記反射層２は前記オーミック接触層１の下に反射率が７０％以上の物質、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｉｒの金属と前記の金属のうちの２以上の合金のうちから選択できる。前記反射層２の金属は前記第２導電型半導体層の下にオーミック接触され、この場合、前記オーミック接触層１は形成しないことがある。前記反射層２の厚さは１〜１０，０００Åで形成される。
【０１８０】
前記拡散防止層３は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらうちの２以上の合金のうちから選択できる。前記拡散防止層３は互いに異なる層の境界で層間拡散を防止するようになる。前記拡散防止層３の厚さは１〜１０，０００Åで形成される。
【０１８１】
前記保護層４は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらうちの２以上の合金のうちから選択され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記反射電極層１３０は、オーミック接触層１、拡散防止層３、及び保護層４のうち、少なくとも１つを含まないことがある。
【０１８２】
前記第２電極パッド１３２は、接着層５、前記接着層５の下に反射層６、前記反射層６の下に拡散防止層７、前記拡散防止層７の下にボンディング層８を含む。前記接着層５は前記反射電極層１３０に接着され、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１，０００Åで形成される。前記反射層６は前記接着層５の下に形成され、その物質はＡｇ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記拡散防止層７は前記反射層６の下に形成され、その物質はＮｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åを含む。前記ボンディング層８は、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、及びこれらの選択的な合金で形成され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記第２電極パッド１３０は前記反射層６を含まないことがある。
【０１８３】
前記反射電極層１３０及び第２電極パッド１３２のうちの少なくとも１つは、図１またはその以外の他の実施形態に開示された反射電極層及び第２電極パッドに同一に適用され、これに対して限定するものではない。
【０１８４】
図２２は、図２０の電極ボンディング層の一例を示す図である。
【０１８５】
図２２を参照すると、前記第２電極ボンディング層１３８は第３接合電極１３８Ａ及び第４接合電極１３８Ｂを含み、前記第３接合電極１３８Ａは少なくとも３個の金属層で形成される。前記第３接合電極１３８Ａは、接着層２１、前記接着層２１の下に支持層２２、前記支持層２２の下に保護層２３を含む。前記接着層２１は第２電極パッドと接着され、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ、及びこれらのうちの２以上の合金のうちで形成され、その厚さは１〜１，０００Åで形成される。前記支持層２２は前記接着層２１の厚さより厚く形成された層であって、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びこれらのうちの２以上の合金のうちから選択的に形成され、その厚さは１〜５００，０００Åの範囲で、他の例として１，０００〜１０，０００Åの厚さで形成される。前記保護層２３は前記第１導電型半導体層に及ぼす影響を保護するための層であって、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらのうちの２以上の合金のうちから選択的に形成され、その厚さは１〜５０，０００Åで形成される。
【０１８６】
前記第３接合電極１３８Ａの接着層２１と支持層２２の積層周期は反復的に積層され、その積層周期は１周期以上に形成される。
【０１８７】
前記第４接合電極１３８Ｂは少なくとも３個の金属層で形成され、接着層２４、前記接着層２４の下に拡散防止層２５、前記拡散防止層２５の下にボンディング層２６を含む。前記接着層２４は前記第３接合電極１３８Ａと接着された層であって、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ、及びこれらうちの２以上の合金のうちから選択され、その厚さは１〜１，０００Åで形成される。前記拡散防止層２５は層間拡散を防止するための層であって、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらの２以上の合金のうちから選択され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記ボンディング層２６は第１連結電極とのボンディングのための層であって、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ、及びこれらうちの２以上の合金のうちから選択され、その厚さは１〜１０，０００Åで形成される。前記第４接合電極１３８Ｂの接着層２４と拡散防止層２５の積層周期は反復的に積層され、その積層周期は１周期以上に形成される。図２２の第２電極ボンディング層の構造は図１またはその以外の他の実施形態の電極に適用され、これに対して限定するものではない。
【０１８８】
図２３は、図２０の第１電極ボンディング層の一例を示す図である。
【０１８９】
図２３を参照すると、前記第１電極ボンディング層１３６は第１接合電極１３６Ａ及び第２接合電極１３６Ｂを含み、前記第１接合電極１３６Ａは図２０の第３接合電極１３８Ａと同一な金属層、例えば接着層３１、前記接着層３１の下に支持層３２、前記支持層３２の下に保護層３３の積層構造で形成される。前記第２接合電極１３６Ｂは図２０の第２接合電極１３８Ｂと同一な金属層、例えば接着層３４、前記接着層３４の下に拡散防止層３５、前記拡散防止層３５の下にボンディング層３６の積層構造を含む。これによって、前記第１接合電極１３６Ａは前記第１電極パッドと前記第２接合電極１３６Ｂとの間に配置され、前記第２接合電極１３６Ｂは前記第１接合電極１３６Ａと第１連結電極１４１との間に配置される。第１接合電極１３６Ａ及び第２接合電極１３６Ｂは図２２の第３接合電極及び第４接合電極の積層構造を参照することにする。図２３の第１電極ボンディング層の構造は図１の第１電極またはその以外の他の実施形態に適用され、これに対して限定するものではない。
【０１９０】
図２４は、図２０の第２電極ボンディング層の他の例である。
【０１９１】
図２０及び図２４を参照すると、前記第２電極ボンディング層１３８の第３接合電極１３８Ａの上面は前記第２電極パッド１３２の下面の面積と同一な面積で形成される。前記第２電極ボンディング層１３８の第３接合電極１３８Ａの上面面積は前記第４接合電極１３８Ｂの上面面積よりは大きく、前記第２電極の下面面積以下に形成される。図２４の第２電極パッド及び第２電極ボンディング層の構造は図１またはその以外の他の実施形態の電極に適用され、これに対して限定するものではない。
【０１９２】
図２５は、図１の発光素子が搭載された発光素子パッケージを示す図である。
【０１９３】
図２５を参照すると、発光素子パッケージ２００は、胴体部２１１、前記胴体部２１１に設置された第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７、モールディング部材２１９、及び発光素子１００を含む。
【０１９４】
前記胴体部２１１は高反射樹脂系列（例；ＰＰＡ）、ポリマー系列、プラスチック系列のうちから選択的に射出成形されるか、単層または多層の基板積層構造で形成される。前記胴体部２１１は上部が開放されたキャビティ２１２を含み、前記キャビティ２１２の周り面は傾斜するか、キャビティ底面に対して垂直するように形成される。
【０１９５】
前記キャビティ２１２には第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７が配置され、前記第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７は互いに離隔する。
【０１９６】
前記第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７の上に発光素子１００がフリップ方式によりボンディングされる。即ち、前記発光素子１００の第１連結電極１４１は第１リード電極２１５にボンディングされ、前記第２連結電極１４３は第２リード電極２１７にボンディングされる。
【０１９７】
前記第１リード電極２１５及び前記第２リード電極２１７の上面と前記発光素子１００の下面、即ち第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び前記支持部材１５１の下面の間の間隔は同一な間隔で形成される。
【０１９８】
前記発光素子１００の支持部材１５１は、前記第１リード電極２１５及び前記第２リード電極２１７の上に離隔し、全表面を通じて放熱する。
【０１９９】
前記キャビティ２１２の内にはモールディング部材２１９が形成され、前記モールディング部材２１９はシリコンまたはエポキシのような透光性樹脂材質で形成され、蛍光体を含むことができる。
【０２００】
前記発光素子１００の内部で発生した光は発光素子１００の上面及び側面を通じて大部分の光が抽出され、前記抽出された光は前記モールディング部材２１９を通じて外部に放出できる。ここで、前記発光素子１００の上面に図１のように形成された第１パターン部と第２パターン部により基板の上面を通じた光抽出効率はより改善できる。
【０２０１】
前記発光素子パッケージ２００は、前記に開示された実施形態の発光素子のうちの１つまたは複数で搭載することができ、これに対して限定するものではない。前記発光素子パッケージは蛍光体層を有する他の実施形態の発光素子が搭載された場合、前記モールディング部材２１９の内に別途の蛍光体を添加しないことがあり、互いに異なる蛍光体または互いに類似なカラーを発光する蛍光体を添加することができる。
【０２０２】
図２６は、本発明の第１０実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０２０３】
図２６を参照すると、発光素子１０１は、第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、第２導電型半導体層１１９、反射電極層１３１、絶縁層１３３、第１電極１３５、第２電極１３７、第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び支持部材１５１を含む。
【０２０４】
前記発光素子１０１は上面は第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３であり、下面は支持部材１５１の下面となる。前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３と前記支持部材１５１の下面は互いに反対側の面に対応する。前記発光素子１０１は図１の構造から基板が除去されることによって、全体厚さが薄くなることができるが、前記支持部材１５１の厚さをより増加させてくれて発光素子１０１を支持するようにすることができる。
【０２０５】
前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３には複数の突起１３を有する第３凹凸構造の第３パターン部と、前記第１凹凸構造の上に複数の凹部１４を有する第４凹凸構造の第４パターン部を含む。前記第４凹凸構造は前記第３凹凸構造の上に前記突起１３のサイズより小さなサイズを有する微細凹凸に形成される。
【０２０６】
前記第３パターン部の突起１３は前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３から突出する形状または陽刻形状に形成される。他の例として、前記第３パターン部は前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３より低い深さに凹な形状または陰刻形状の凹部を含むことができる。前記第４パターン部の凹部１４は前記突起１３の表面と前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３に前記突起１１のサイズより小さなサイズに陰刻形状または凹な形状に形成される。他の例として、前記第４パターン部は陽刻形状または凹な形状を有し、前記突起１３のサイズより小さなサイズの微細突起で形成される。
【０２０７】
前記第３パターン部は陽刻形状の突起１３と陰刻形状を有する平坦な上面を有する第１凹凸構造を含み、前記第４パターン部は前記第１凹凸構造の上に陰刻形状を有する第２凹凸構造を含む。
【０２０８】
前記第３パターン部の配列形状は上面から見てマトリックス形態または格子形態に形成される。
【０２０９】
前記の実施形態は説明の便宜のために、前記第３パターン部は突起１１として説明し、前記第４パターン部は凹一構造を有する凹部１２として説明することにし、これに対して限定するものではない。前記発光素子１０１の最上層は第１導電型半導体層１１５が配置された構造として説明したが、第１半導体層が配置され、これに対して限定するものではない。
【０２１０】
前記第１導電型半導体層１１５の下面には活性層１１７が形成され、前記下面の反対側の上面Ｓ３には前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３より上方に突出した複数の突起１３及び前記複数の突起１３に形成された凹部１４を含む。前記複数の突起１３は側断面が半球形状、円錐形状、多角錐形状、円柱または多角柱のような柱形状、または錐台形状のような形状に形成される。前記各突起は上面視して、円形状、多角形状、球面と角面とが混合された形状を含むことができる。
【０２１１】
前記凹部１４は前記各突起１３の表面より凹な形状に形成され、その側断面が半球形状、円錐形状、多角錐形状、円柱または多角柱のような柱形状、または錐台形状のような形状に形成される。前記各凹部１４は上面視して、円形状、多角形状、球面と角面とが混合された形状を含むことができる。前記凹部１４は前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３から前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３より凹に形成される。前記凹部１４の最大幅は前記突起１３の最大幅より小さく形成される。
【０２１２】
前記凹部１４のサイズは前記突起１３のサイズに比べて５０％以下の小さなサイズに形成され、例えば１／２〜１／１００範囲のサイズに形成される。前記突起１３のサイズは突起１４の最大幅、一辺の長さ、半径、厚さ、または高さ（Ｌ４）のうちの少なくとも１つであることがあり、前記凹部１４のサイズは前記凹部１４の最大幅、各辺の長さ、高さまたは深さ、半径、または厚さのうち、少なくとも１つでありうる。
【０２１３】
前記突起１３の幅または厚さ（Ｌ４）は０．１μｍ−１０μｍ範囲で形成される。前記突起１３の厚さ（Ｌ４）は、例えば前記第１導電型半導体層１１５の厚さより小さなサイズであって、０．１μｍ−３μｍ範囲で形成される。ここで、前記突起１３の幅は前記突起１３の厚さまたは高さより大きいことがあり、これに対して限定するものではない。前記凹部１４の幅、即ち最大幅は前記突起１３の幅より小さな幅、例えば０．１ｎｍ−１００ｎｍ範囲で形成されたり、不規則な場合、０．１ｎｍ−１００μｍ範囲で長く形成される。前記突起１３間の周期（Ｌ１）は０．１μｍ−１００μｍ範囲で形成され、前記凹部１４の間の周期は０．１μｍ−１００μｍ範囲で形成される。
【０２１４】
前記突起１３は入射される光の臨界角を変換させ、前記凹部１４は前記突起１３から入射される光と前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３に入射される光の臨界角を変換させるようになる。前記第１導電型半導体層１１５の上部に互いに異なる第３パターン部と第４パターン部を形成してくれることによって、入射される光の全反射割合を低めて光抽出効率を改善させることができる。
【０２１５】
前記突起１３は、一定の周期（Ｌ３）で形成されたり、ランダムな間隔で形成され、前記凹部１２は一定の周期で形成されたり、ランダムな間隔で形成される。ここで、前記第２パターン部の微細凹凸の間隔は前記突起１３の周期（Ｌ３）より狭い間隔で形成される。実施形態の第３パターン部と第４パターン部は発光構造物１２０の上に基板が除去されることによって、光の飛行経路が短くなって内部で進行する光が全反射されて損失される量が増加することを改善させることができる。
【０２１６】
前記第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、及び第２導電型半導体層１１９は、発光構造物１２０として定義できる。前記発光構造物１２０は、ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体を含み、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を有し、紫外線帯域から可視光線帯域の波長範囲の内で所定のピーク波長を発光することができる。
【０２１７】
前記発光素子１０１は、前記第１導電型半導体層１１５、活性層１１７、及び前記第２導電型半導体層１１９を発光構造物１２０として定義することができ、前記発光構造物は、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１つの構造で具現できる。ここで、前記ＰはＰ型半導体層であり、前記ＮはＮ型半導体層であり、前記−はＰ型半導体層とＮ型半導体層とが直接接触されるか間接接触された構造を含む。以下、説明の便宜のために、発光構造物１２０の最上層は第２導電型半導体層１１９として説明することにする。
【０２１８】
前記発光素子１０１は、図１の発光素子から基板が除去された構造であり、トップ側に前記第１導電型半導体層１１５の上面が配置される。
【０２１９】
前記第２導電型半導体層１１９の下には反射電極層１３１が形成される。前記反射電極層１３１は、オーミック接触層、反射層、拡散防止層、及び保護層のうち、少なくとも１つを含む。前記反射電極層１３１は、オーミック接触層／反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、反射層／拡散防止層／保護層の構造で形成されたり、オーミック接触層／反射層／保護層の構造で形成されたり、反射層／拡散防止層で形成されたり、反射層で形成される。このような反射電極層１３１は、前記反射電極層１３１は図２１を参照することにする。
【０２２０】
前記反射電極層１３１は透光性電極層／反射層の積層構造を含むことができ、前記透光性電極層は、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）、ＳｎＯ、ＩｎＯ、ＩＮＺｎＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘのグループのうちから選択できる。前記透光性電極層の下には反射層が形成され、前記反射層は第１屈折率を有する第１層と第２屈折率を有する第２層とが交互に２ペア以上積層された構造を含み、前記第１及び第２屈折率は互いに異なり、前記第１層と第２層は１．５−２．４の間の物質、例えば伝導性または絶縁性物質で形成され、このような構造はＤＢＲ（distributed bragg reflection）構造として定義できる。
【０２２１】
前記第２導電型半導体層１１９及び前記反射電極層１３１のうちの少なくとも１層の表面にはラフネスのような光抽出構造が形成され、このような光抽出構造は入射される光の臨界角を変化させて、光抽出効率を改善させることができる。
【０２２２】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は電源を供給するリード（lead）機能と放熱経路を提供するようになる。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は柱形状であることがあり、例えば球形、円柱または多角柱のような形状、またはランダムな形状を含むことができる。ここで、前記多角柱は等角であるか等角でないことがあり、これに対して限定するものではない。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の上面または下面形状は、円形、多角形を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面は上面と異なる面積に形成され、例えば前記下面面積は上面面積より大きいか小さいことがある。
【０２２３】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３のうちの少なくとも１つは、前記発光構造物１２０の下面幅よりは小さく形成され、前記各電極１３５、１３７の下面幅または直径よりは大きく形成される。
【０２２４】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の直径または幅は１μｍ〜１００，０００μｍで形成され、その高さは１μｍ〜１００，０００μｍで形成される。ここで、前記第１連結電極１４１の厚さ（Ｈ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ３）より長く形成され、前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面は同一な平面（即ち、水平面）の上に配置される。
【０２２５】
前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、いずれか１つの金属または合金を用いて単一層で形成され、前記の単一層の幅及び高さは１μｍ〜１００，０００μｍで形成され、例えば前記単層層の厚さは前記第２電極１４３の厚さより厚い高さで形成される。
【０２２６】
前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、及びこれら金属の選択的な合金のうち、いずれか１つで形成される。前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３は、前記第１電極１３５及び第２電極１３７との接着力の向上のためにＩｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの選択的な合金のうち、いずれか１つの金属でメッキできる。この際、メッキ厚さは１〜１００，０００Åが適用可能である。
【０２２７】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の表面にはメッキ層がさらに形成され、前記メッキ層はＴｉｎまたはその合金、Ｎｉまたはその合金、Ｔｉｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金で形成され、その厚さは０．５μｍ〜１０μｍで形成される。このようなメッキ層は他のボンディング層との接合を改善させることができる。
【０２２８】
前記絶縁層１３３は前記反射電極層１３１の下に形成される。前記絶縁層１３３は、前記第２導電型半導体層１１９の下面、前記第２導電型半導体層１１９及び前記活性層１１７の側面、前記第１導電型半導体層１１５の一部領域（Ａ１）の下面に形成される。前記絶縁層１３３は、前記発光構造物１２０の下部領域のうち、前記反射電極層１３１、第１電極１３５及び第２電極１３７を除外した領域に形成されて、前記発光構造物１２０の下部を電気的に保護するようになる。
【０２２９】
前記絶縁層１３３は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、及び硫化物のうちの少なくとも１つで形成された絶縁物質または絶縁性樹脂を含む。前記絶縁層１３３は、例えばＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうちから選択的に形成される。前記絶縁層１３３は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記絶縁層１３３は発光構造物１２０の下にフリップボンディングのための金属構造物を形成する時、前記発光構造物１２０の下部表面に形成されて、前記発光構造物１２０の層間ショートを防止するために形成される。
【０２３０】
前記絶縁層１３３は前記反射電極層１３１の下面に形成されず、前記絶縁層１３３の発光構造物１２０の表面のみに形成される。これは、前記反射電極層１３１の下面には絶縁性の支持部材１５１が形成されることによって、前記絶縁層１３３を前記反射電極層１３１の下面まで延長しないことがある。
【０２３１】
前記絶縁層１３３は互いに異なる屈折率を有する第１層と第２層とが交互に配置されたＤＢＲ構造で形成され、前記第１層はＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうちのいずれか１つであり、前記第２層は前記第１層の以外の物質のうちのいずれか１つで形成される。
【０２３２】
前記絶縁層１３３は１００〜１０，０００Å厚さで形成され、多層構造で形成された場合、各層は１〜５０，０００Åの厚さ、または各層当たり１００〜１０，０００Åの厚さで形成される。ここで、前記多層構造の絶縁層１３３で各層の厚さは発光波長によって反射効率を変化させることができる。この場合、前記反射電極層は形成しないことがある。
【０２３３】
前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の材質は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、及びこれらの選択的な合金で形成される。また、前記第１連結電極１４１と前記第２連結電極１４３は前記第１電極１３５と前記第２電極１３７との接着力のために、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの合金を用いたメッキ層を含むことができ、前記メッキ層の厚さは１〜１００，０００Åで形成される。前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３は、ソルダーボールまたは金属バンプのような単一金属に使われることができ、これに対して限定するものではない。
【０２３４】
前記支持部材１５１は、発光素子１００を支持する支持層に使われる。前記支持部材１５１は絶縁性材質で形成され、前記絶縁性材質は、例えばシリコンまたはエポキシのような樹脂層で形成される。他の例として、前記絶縁性材質は、ペーストまたは絶縁性インキを含むことができる。前記絶縁性材質の材質は、その種類はポリアクリレート樹脂（polyacrylate resin）、エポキシ樹脂（epoxy resin）、フェノリック樹脂（phenolic resin）、ポリアミド樹脂（polyamides resin）、ポリイミド樹脂（polyimides resin）、不飽和ポリエステル樹脂（unsaturated polyesters resin）、ポリフェニレンエーテル樹脂（polyphenylene ether resin：ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキシド樹脂（polyphenilene oxide resin：ＰＰＯ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（polyphenylene sulfides resin）、シアネートエスター樹脂（cyanate ester resin）、ベンゾシクロブチン（benzocyclobutene：ＢＣＢ）、ポリアミド−アミノデンドリマー（Polyamido-amine Dendrimers：ＰＡＭＡＮ）、及びポリプロピレン−イミン（Polypropylene-imine：ＰＰＩ）デンドリマー（Dendrimers）、及びＰＡＭＡＮの内部構造及び有機−シリコンの外面を有するＰＡＭＡＮ−ＯＳ（organosilicon）を単独またはこれらの組合を含んだ樹脂で構成される。前記支持部材１５１は前記絶縁層１３３と異なる物質で形成される。
【０２３５】
前記支持部材１５１の内にはＡｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物のような化合物のうち、少なくとも１つが添加できる。ここで、前記支持部材１５１の内に添加された化合物は熱拡散剤であることがあり、前記熱拡散剤は所定サイズの粉末粒子、粒、フィラー（filler）、添加剤に使われることができ、以下、説明の便宜のために熱拡散剤として説明することにする。ここで、前記熱拡散剤は絶縁性材質または伝導性材質であることがあり、そのサイズは１Å〜１００，０００Åで使用し、熱拡散効率のために１，０００Å〜５０，０００Åのサイズで形成される。前記熱拡散剤の粒子形状は球形または不規則な形状を含むことができ、これに対して限定するものではない。
【０２３６】
前記熱拡散剤はセラミック材質を含み、前記セラミック材質は同時塑性される低温塑性セラミック（ＬＴＣＣ：low temperature co-fired ceramic）、高温塑性セラミック（ＨＴＣＣ：high temperature co-fired ceramic）、アルミナ（alumina）、水晶（quartz）、カルシウムジルコネート（calcium zirconate）、橄欖石（forsterite）、ＳｉＣ、黒鉛、溶融シリカ（fused silica）、ムライト（mullite）、菫青石（cordierite）、ジルコニア（zirconia）、ベリリア（beryllia）、及び窒化アルミニウム（aluminum nitride）のうち、少なくとも１つを含む。前記セラミック材質は窒化物または酸化物のような絶縁性物質のうち、熱伝導度が窒化物や酸化物より高い金属窒化物で形成され、前記金属窒化物は、例えば熱伝導度が１４０Ｗ／ｍＫ以上の物質を含むことができる。前記セラミック材質は、例えばＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ（ＳｉＣ−ＢｅＯ）、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＡｌＮのようなセラミック（Ceramic）系列でありうる。前記熱伝導性物質はＣ（ダイアモンド、ＣＮＴ）の成分を含むことができる。
【０２３７】
前記支持部材１５１は単層または多層で形成され、これに対して限定するものではない。前記支持部材１５１は内部にセラミック物質の粉末を含むことによって、支持部材１５１の強度は改善され、熱伝導率も改善できる。
【０２３８】
前記支持部材１５１の内に含まれた熱拡散剤は１〜９９ｗｔ／％位の含量割合で添加され、効率的な熱拡散のために５０〜９９ｗｔ％範囲の含量割合で添加される。このような支持部材１５１の内に熱拡散剤が添加されることによって、内部での熱伝導率はより改善できる。また、前記支持部材１５１の熱膨脹係数は４−１１［ｘ１０６／℃］であり、このような熱膨脹係数はサファイア基板と同一または類似の熱膨脹係数を有するようになるので、製造工程時、成長基板であるサファイア基板の上に形成される発光構造物１２０との熱膨脹差によりウエハが撓みや欠陥の発生を抑制して発光素子の信頼性の低下を防止することができる。
【０２３９】
ここで、前記支持部材１５１の下面面積は前記発光構造物１２０の上面、即ち第１導電型半導体層１１５の上面面積と実質的に同一な面積で形成される。また、前記支持部材１５１の下面幅は前記第１導電型半導体層１１５の上面幅と同一な幅で形成される。図２７を参照すると、前記支持部材１５１の第１辺（Ｄ１）の長さは図２６の発光構造物１２０の第１辺の長さと実質的に同一であり、第２辺（Ｄ２）の長さは図２６の発光構造物１２０の第２辺の長さと実質的に同一に形成される。また、第１連結電極１４１と第２連結電極１４３との間の間隔（Ｄ５）は各電極パッドの間の間隔であって、発光素子１０１の一辺の長さの１／２以上離隔できる。
前記支持部材１５１の下面は実質的に平坦な面で形成されるか、不規則な面で形成され、これに対して限定するものではない。
【０２４０】
前記支持部材１５１の第１領域の厚さ（Ｔ１）は前記第２連結電極１４３の厚さより少なくても厚く形成される。他の例として、前記支持部材１５１の第１領域の厚さ（Ｔ１）は前記第２連結電極１４３の厚さ（Ｈ２）より薄く形成され、これは前記絶縁層１３３の厚さを前記第２連結電極１４３の厚さより厚く形成することによって、前記支持部材１５１の厚さが薄くなる。前記支持部材１５１の第２領域の厚さ（Ｔ２）は前記第１連結電極１４１の厚さ（Ｔ２）より厚く形成される。前記支持部材１５１の厚さ（Ｔ１）は１μｍ〜１００，０００μｍ範囲で形成され、他の例として５０μｍ〜１，０００μｍ範囲で形成される。
【０２４１】
前記支持部材１５１の下面は前記第１電極１３５及び前記第２電極１３７の下面より低く形成され、前記第１連結電極１４１の下面、前記第２連結電極１４３の下面と同一な平面（即ち、水平面）上に配置される。
【０２４２】
前記支持部材１５１は、前記第１電極１３５、第２電極１３７、前記第１連結電極１４１、及び前記第２連結電極１４３の周り面に接触される。これによって、前記第１電極１３５、第２電極１３７、前記第１連結電極１４１、及び前記第２連結電極１４３から伝導された熱は前記支持部材１５１を通じて拡散され放熱される。この際、前記支持部材１５１は内部の熱拡散剤により熱伝導率が改善され、全表面を通じて放熱を遂行するようになる。したがって、前記発光素子１０１は熱による信頼性を改善させることができる。
【０２４３】
また、前記支持部材１５１の側面は前記発光構造物１２０及び前記基板１１１の側面と同一な平面（即ち、垂直面）上に配置される。
【０２４４】
前記の発光素子１０１はフリップ方式により搭載され、前記発光構造物１２０の上面方向に大部分の光が放出され、一部の光は前記発光構造物１２０の側面を通じて放出されるため、前記第１電極１３５及び第２電極１３７による光損失を減らすことができる。これによって、前記の発光素子１０１の光抽出効率及び放熱効率は改善できる。
【０２４５】
図２７乃至図２９は、図２６の発光素子の製造過程を示す図である。
【０２４６】
図２７を参照すると、図９のように製造されたウエハを１８０度回転させれば、図２７のように基板１１１が上に配置される。前記基板１１１をリフトオフするようになる。前記リフトオフ方式は物理的または／及び化学的方式により前記基板を除去することができる。前記物理的方式は所定波長のレーザーを前記基板１１１を通じて照射して除去することができる（ＬＬＯ：Laser lift off）。前記化学的方式は、前記基板１１１に孔を形成して前記基板１１１と前記第１導電型半導体層１１５との間の半導体層を湿式エッチングして除去することによって、前記基板１１１を発光構造物１２０から分離させることができる。
【０２４７】
図２７及び２８を参照すると、前記基板１１１が除去されれば、図１１のように第１半導体層１１３が露出され、前記第１半導体層１１３は湿式エッチング方式により除去することができる。他の例として、前記第１半導体層１１３は除去しないことがある。前記第１導電型半導体層１１５の上部に対して第１エッチング方式によりエッチングして、複数の突起１３を有する第３凹凸構造の第３パターン部を形成するようになる。前記第１エッチング方式は湿式エッチング及びドライエッチングのうち、少なくとも１つを含む。前記第３パターン部の一部は、前記第１導電型半導体層１１５の平坦な上面から凸な形状に形成されるか、凹な形状に形成される。
【０２４８】
図２９を参照すると、前記第１導電型半導体層１１５の上部に対して第２エッチング方式によりエッチングして複数の凹部１４を有する第４パターン部を形成するようになる。前記第４パターン部は湿式エッチング及びドライエッチングのうちの少なくとも１つを含み、第１導電型半導体層１１５の平坦な上面Ｓ３から突出するか凹に形成された凹部またはラフネスに形成される。前記第４パターン部により微細凹凸表面で形成される。
【０２４９】
発光素子１０１はウエハレベルでパッケージングされ、個別チップ単位でスクライビング、ブレーキングまたは／及びカッティングして、図２９のような個別発光素子として提供できる。前記発光素子はウエハレベルでパッケージングされることで、モジュール基板の上に別途のワイヤー無しでフリップボンディング方式により搭載できる。また、発光素子１０１は光が放出される出射領域が電極方向でない発光構造物１２０の上面及び側面方向に配置されることによって、光損失を減らすことができ、輝度及び光分布を改善させることができる。
【０２５０】
前記支持部材１５１は下面面積が前記発光構造物１２０の上面面積と等しいか小さな面積であることがあり、その厚さは前記各電極１３５、１３７の厚さより高く形成され、前記連結電極１４１、１４３の下面と同一な水平面上に配置される厚さで形成される。
【０２５１】
図３０は、図２６の発光素子が搭載された発光装置を示す図である。
【０２５２】
図３０を参照すると、発光素子１０１はモジュール基板１７０の上にフリップ方式により搭載される。
【０２５３】
前記モジュール基板１７０は金属層１７１の上に絶縁層１７２が配置され、前記絶縁層１７２の上に第１パッド１７３及び第２パッド１７４が形成され、前記第１パッド１７３及び第２パッド１７４はランドパターンであって、電源を供給してくれるようになる。前記絶縁層１７２の上には前記パッド１７３、１７４の領域を除外した領域に保護層１７５が形成され、前記保護層１７５はソルダーレジスト（Solder resist）層または絶縁層であって、白色または緑色保護層を含む。前記保護層１７５は光を効率的に反射させて、反射光量を改善させることができる。
【０２５４】
前記モジュール基板１７０は回路パターン（図示せず）を含む印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）でありうる。但し、前記モジュール基板１７０は樹脂系列のＰＣＢ、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、これに対して限定するものではない。
【０２５５】
前記第１パッド１７３の上には前記発光素子１０１の第１連結電極１４１が対応され、前記第２パッド１７４の上には前記発光素子１０１の第２連結電極１４３が対応される。前記第１パッド１７３と前記第１連結電極１４１はボンディング物質１７７によりボンディングされ、前記第２パッド１７４及び前記第２連結電極１４３はボンディング物質１７７によりボンディングされる。
【０２５６】
前記発光素子１０１の第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び支持部材１５１の下面と前記モジュール基板１７０の上面との間の間隔は同一な間隔で形成される。
【０２５７】
前記モジュール基板１７０の上には１つの発光素子１０１を搭載した構成に対して開示したが、複数の発光素子をアレイすることができ、これに対して限定するものではない。前記発光素子１０１は上部に第３パターン部と第４パターン部を具備することによって、光抽出効率を改善させることができる。
【０２５８】
図３１は、本発明の第１１実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０２５９】
図３１を参照すると、発光素子は支持部材１５１の反対側の前記発光構造物１２０の上面に形成された蛍光体層１６１を含む。前記蛍光体層１６１は蛍光フィルムまたは塗布された層であることがあり、単層または多層で形成される。
【０２６０】
前記第１導電型半導体層１１５と蛍光体層１６１との間には透光性樹脂層１６０が形成され、前記透光性樹脂層１６０は前記第３パターン部の突起１３の厚さと同一な厚さ、またはより厚い厚さで形成される。前記透光性樹脂層１６０はシリコンまたはエポキシのような樹脂系物質で形成され、これに対して限定するものではない。前記透光性樹脂層１６０は前記蛍光体層１６１を接着させるようになる。前記透光性樹脂層１６０は凹部１４の内に配置される。
【０２６１】
前記蛍光体層１６１は透光性樹脂層の内に蛍光体が添加される。前記透光性樹脂層はシリコンまたはエポキシのような物質を含み、前記蛍光体はＹＡＧ、ＴＡＧ、シリケート（Silicate）、ナイトライド（nitride）、オキシ−ナイトライド（Oxy−nitride）系物質のうちから選択的に形成できる。前記蛍光体は、赤色蛍光体、黄色蛍光体、緑色蛍光体のうちの少なくとも１つを含み、前記活性層１１５から放出された光の一部を励起させて異なる波長の光で発光するようになる。
【０２６２】
前記蛍光体層１６１は前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ１、前記発光構造物１２０の側面Ｓ２に形成される。前記蛍光体層１６１の厚さは１〜１００，０００μｍで形成され、他の例として１〜１０，０００μｍの厚さで形成される。
【０２６３】
前記蛍光体層１６１は互いに異なる蛍光体層を含むことができ、前記互いに異なる蛍光体層は、第１層は赤色、黄色、緑色蛍光体層のうちのいずれか１つの蛍光体層であり、第２層は前記第１層の上に形成され、前記第１層と異なる蛍光体層で形成される。前記蛍光体層１６１は重畳されない第１領域と第２領域に互いに異なる蛍光体層を配置することができる。前記蛍光体層１６１と前記発光構造物の側面には保護のための透光性樹脂材質の保護層がさらに形成され、これに対して限定するものではない。
【０２６４】
図３２は、本発明の第１２実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【０２６５】
図３２を参照すると、前記第１導電型半導体層１１５の上部には複数の突起部１１５Ａが形成され、前記複数の突起部１１５Ａは前記支持部材１５１の反対側方向に突出して、前記第１導電型半導体層１１５を通じて入射される光の臨界角を変化させるようになる。これによって、発光素子の光抽出効率は改善できる。前記突起部１１５Ａは、レンズ形状、多角形状の構造物がストライプまたはマトリックス形態に配列できる。前記各突起部１１５Ａは複数の三次元形状の構造、例えば多角錐形状を含む。
【０２６６】
前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３には前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３から凹な複数の第１凹部１３Ａを有する第３パターン部を含み、前記第１凹部１３Ａと平坦な上面Ｓ３には第１凹部１３Ａのサイズより５０％以下に小さな第２凹部１４を有する第４パターン部が形成される。これによって、前記第１導電型半導体層１１５の上面Ｓ３は複数の第１凹部１３Ａを有する凹凸構造に微細凹凸構造が形成される。前記微細凹凸間隔は第１凹部１３Ａの間隔より狭い間隔で形成される。前記第１凹部１３Ａと前記第２凹部１４のサイズ及び形状は図２６を参照することにする。
【０２６７】
前記第１導電型半導体層１１５の上部には蛍光体層１６２が配置され、前記蛍光体層１６２の下面は第１凹部１３Ａに沿って第１凹凸構造で形成され、その上面は表面に形成された第２パターン部により微細凹凸である第２凹凸構造で形成される。前記第２凹部１４の内には蛍光体層１６２が配置される。
【０２６８】
前記蛍光体層１６２は前記第１導電型半導体層１１５の上面または上面の一部のみに形成されたり、前記発光構造物１２０の側面にも形成され、これに対して限定するものではない。
【０２６９】
図３３は本発明の第１３実施形態に従う発光素子を示す図であり、図３４は図３３の発光素子の底面図である。
【０２７０】
図３３及び図３４を参照すると、支持部材１５２、１５２Ａの間には分離溝１５２Ｂが形成され、前記分離溝１５２Ｂは前記支持部材１５２、１５２Ａを両側に分割させる。第１支持部材１５２は前記発光構造物１２０の一側の下に配置され、前記第１連結電極１４１の周りに形成される。第２支持部材１５２Ａは前記発光構造物１２０の他側の下に配置され、前記第２連結電極１４３の周りに形成される。
【０２７１】
前記分離溝１５２Ｂは前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間を物理的及び電気的に分離させ、下部の絶縁層１３３が露出される。前記分離溝１５２Ｂには絶縁物質が形成され、前記絶縁物質の下面が前記第１支持部材１５２と第２支持部材１５２Ａの下面と同一な平面に形成される。
【０２７２】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａは、絶縁性物質または伝導性物質で形成される。前記絶縁性材質は前述した熱拡散剤を有する樹脂材質であり、前記伝導性材質はカーボン（Carbon）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）のような伝導性物質または金属でも形成できる。前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａの伝導性材質は前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の材質と異なる材質で形成される。ここで、伝導性材質の第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとは前記分離溝１５２Ｂにより分離されることによって、電気的なショート問題を解決することができる。
【０２７３】
前記分離溝１５２Ｂは前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間の間隔（Ｄ６）を有し、その深さは前記第２支持部材１５２Ａの厚さ（Ｔ１）で形成される。前記分離溝１５２Ｂは前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間の電気的な干渉を防止するようになる。
【０２７４】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａの下面は前記第１連結電極１４１及び前記第２連結電極１４３の下面と同一平面（即ち、水平面）上に配置される。ここで、前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａが伝導性材質であっても、前記第１連結電極１４１及び第２連結電極１４３を通じて搭載できる。
【０２７５】
前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａとの間にはセラミック系列の絶縁物質がさらに配置され、前記セラミック系列の絶縁物質は前記第１支持部材１５２と前記第２支持部材１５２Ａの下面と同一な水平面上に配置される。
【０２７６】
透光性樹脂層１６０は第１導電型半導体層１１５の上に配置され、凹部１４の内に配置される。
【０２７７】
図３５は本発明の第１４実施形態に従う発光素子を示す側断面図であり、図３６は図３５の発光素子の底面図である。
【０２７８】
図３５及び図３６を参照すると、発光素子は複数の支持部材１５３、１５３Ａを含み、前記複数の支持部材１５３、１５３Ａは各連結電極１４１、１４３の周りに形成される。第１連結電極１４１の周りは第１支持部材１５３によりカバーされ、前記第２連結電極１４３の周りは第２支持部材１５３Ａによりカバーされる。前記第１及び第２支持部材１５３、１５３Ａの材質は絶縁性材質または伝導性材質でありうる。
【０２７９】
前記第１支持部材１５３の幅（Ｗ３）は前記第１連結電極１４１の幅より広く形成されることによって、前記第１支持部材１５３は前記第１連結電極１４１と共に熱伝導及び電気的な伝導経路に使われることができる。前記第２支持部材１５３Ａの幅（Ｗ４）は前記第２連結電極１４３の幅より広く形成されることによって、前記第２支持部材１５３Ａは前記第２連結電極１４３と共に熱伝導及び電気的な伝導経路に使われることができる。
【０２８０】
前記第１支持部材１５３及び前記第２支持部材１５３Ａの間の間隔（Ｄ７）は発光構造物１２０のいずれか一辺の長さの１／２以上離隔できる。
【０２８１】
前記第１支持部材１５３と前記第２支持部材１５３Ａとの間にはセラミック系列の絶縁物質がさらに配置され、前記セラミック物質の絶縁物質は前記第１支持部材１５３と前記第２支持部材１５３Ａの下面と同一な水平面上に配置される。
【０２８２】
透光性樹脂層１６０は第１導電型半導体層１１５の上に配置され、凹部１４の内に配置される。
【０２８３】
図３７は、本発明の第１５実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０２８４】
図３７を参照すると、第１連結電極１４１Ａの幅（Ｗ５）は前記第１電極１３５の幅より広く形成され、前記第１連結電極１４１Ａ及び前記第１電極１３５の側面は前記発光構造物１２０の側面と同一平面（即ち、垂直面）上に配置される。前記発光構造物１２０の一部領域（Ａ１）は前記第１導電型半導体層１１５のエッチ領域が露出されるようにエッチングできる。前記発光構造物１２０のエッジ領域は前記第１導電型半導体層１１５のエッジ領域に沿って前記発光構造物１２０の側面から所定間隔（Ｄ８）で離隔し、ループ形状に形成される。前記第１電極１３５の一部１３５Ａは前記第１電極１３５に連結され、前記第１導電型半導体層１１５のエッジ領域に沿ってループ形状に形成され、前記ループ形状はオープンループまたは閉ループ形状でありうる。
【０２８５】
前記第２連結電極１４３Ａの幅（Ｗ６）は前記第２電極１３７の幅より広く形成される。
【０２８６】
前記蛍光体層１６１の表面１６１Ａはラフネスまたは凹凸構造のような光抽出構造で形成される。
【０２８７】
前記第１導電型半導体層１１５の上部には互いに異なるサイズを有する第３パターン部の突起１３と第４パターン部の凹部１４が形成され、前記第１導電型半導体層１１５と蛍光体層１６１との間には透光性樹脂層１６０がさらに形成される。透光性樹脂層１６０は第１導電型半導体層１１５の上に配置され、凹部１４の内に配置される。
【０２８８】
図３８は、本発明の第１６実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０２８９】
図３８を参照すると、発光素子は、第１導電型半導体層１１５、蛍光体層１６３、及びレンズ１６４を含む。前記第１導電型半導体層１１５の上に蛍光体層１６３が形成され、前記蛍光体層１６３の上にレンズ１６４が形成される。前記第１導電型半導体層１１５の上面は前記に開示された第１パターン部と第２パターン部が形成され、これに対して限定するものではない。実施形態は、蛍光体層１６３と第１導電型半導体層１１５との間に第１半導体層、例えばバッファ層、または低伝導性半導体層がさらに形成され、前記第３パターン部の突起１３は前記第１導電型半導体層１１５と前記第１半導体層の上に形成され、前記第４パターン部の凹部１４は前記突起１３及び第１半導体層の上面に形成される。蛍光体層１６３は凹部１４の内に配置される。
【０２９０】
前記蛍光体層１６３は所定厚さで形成され、前記レンズ１６４は前記蛍光体層１６３の上に凸レンズ形状に形成される。前記レンズ１６４の形状は凸レンズだけでなく、凹レンズ、凹凸パターンを有する非球面レンズ形状を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記レンズ１６４は上面中心部が周辺領域に比べて凹な凹部を含むことができる。
【０２９１】
前記反射電極層１３１の下には複数の第２電極１３７が形成され、前記複数の第２電極１３７の下には第２連結電極１４３が各々配置される。前記第２連結電極１４３の間は所定間隔（Ｔ３）で離隔し、発光素子の底面から見て、ドットマトリックスのような形態に配置される。前記支持部材１５１は前記第１連結電極１４１及び複数の第２連結電極１４３及び間に配置されて、絶縁性支持層として機能するようになる。前記発光構造物１２０の下に複数の第２連結電極１４３が配置されることによって、前記支持部材１５１の強度を補強することができ、電気的な接触効率は改善できる。また、前記発光素子の第２連結電極１４３での接合不良を防止することができる。実施形態は、前記第１連結電極１４１も複数で形成され、これに対して限定するものではない。
【０２９２】
図３９は、本発明の第１７実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【０２９３】
図３９を参照すると、発光構造物１２０の一部領域Ａ１はエッチング領域であって、互いに異なる領域で第１導電型半導体層１１５を露出させる。前記第１導電型半導体層１１５の下には第１電極１３５が各々形成され、前記反射電極層１３１の下には第２電極１３７が各々形成される。前記第１電極１３５と第２電極１３７とが交互に配置されて、電流を均一に供給することができる。また、前記発光構造物１２０は複数のセルで形成されることによって、各発光素子の輝度を増加させることができる。前記第１導電型半導体層１１５の上部に複数の突起１３を有する第３パターン部と、前記第３パターン部１３のサイズより５０％以下の小さなサイズを有する複数の凹部１４を有する第４パターン部が微細凹凸に形成されて、入射される光の臨界角を変換させることができる。これによって、発光構造物１２０の上部を通じて抽出される光量を増加させることができる。前記発光構造物１２０と蛍光体層１６５との間に透光性樹脂層１６０が配置され、これに対して限定するものではない。透光性樹脂層１６０は第１導電型半導体層１１５の上に配置され、凹部１４の内に配置される。
【０２９４】
図４０は、本発明の第１８実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。第１８実施形態を説明するに当たって、前記の実施形態と同一な部分は同一な符号で処理し、重複説明は省略する。
【０２９５】
図４０を参照すると、発光素子は発光構造物１２０の下に反射電極層１３０及び第２電極パッド１３２が配置され、前記反射電極層１３０は前記第２導電型半導体層１１９の下にオーミック及び反射電極として機能し、前記第２電極パッド１３２は層またはパターン形状を含む。
【０２９６】
前記第１導電型半導体層１１５の下には第１電極パッド１３４が配置され、前記第１電極パッド１３４は前記第１導電型半導体層１１５に接触され、前記第１電極ボンディング層１３６と前記第１導電型半導体層１１５との間に接合される。前記第１電極ボンディング層１３６は前記第１電極パッド１３４と前記第１連結電極１４１との間に接合され、電気的に連結させる役割をする。前記第１電極ボンディング層１３６は第１接合電極１３６Ａ及び前記第１接合電極１３６Ａの下に第２接合電極１３６Ｂを含み、前記第１接合電極１３６Ａは前記第１電極パッド１３４と接合され、前記第２接合電極１３６Ｂは前記第１連結電極１４１と前記第１接合電極１３６Ａとの間に接合される。
【０２９７】
前記第１電極パッド１３４は後述する第２電極パッド１３２の積層構造と同一な物質及び厚さ範囲を有する構造で形成され、例えば前記第１電極パッド１３４及び第２電極パッド１３２は、接着層、前記接着層の下に反射層、前記反射層の下に拡散防止層、前記拡散防止層の下にボンディング層を含む。前記第１電極ボンディング層１３６は前記第１連結電極１４１と第１電極パッド１３４との間に接合されて、前記第１連結電極１４１と前記第１電極パッド１３４との接合を改善させることができる。
【０２９８】
前記第１電極ボンディング層１３６の第１接合電極１３６Ａは前記第１連結電極１４１に接合された第２接合電極１３６Ｂと接合されることで、前記第１連結電極１４１の物理的な接合と電気的な連結を改善させることができる。
【０２９９】
前記第２導電型半導体層１２０の下面には反射電極層１３０が形成され、前記反射電極層１３０の下には第２電極パッド１３２が形成される。前記反射電極層１３０の下面面積は前記第２電極パッド１３２の上面面積と等しいか小さいことがあり、これに対して限定するものではない。前記第２電極パッド１３２と前記第２連結電極１４３との間には第２電極ボンディング層１３８が形成され、前記第２電極パッド１３２と第２連結電極１４３との間の接合力を改善させることができる。
【０３００】
前記第２電極ボンディング層１３８は前記第２電極パッド１３２と前記第２連結電極１４３とを連結させる役割をする。前記第２電極ボンディング層１３８は第３接合電極１３８Ａ及び前記第３接合電極１３８Ａの下に第４接合電極１３８Ｂを含む。前記第３接合電極１３８Ａは前記第２電極パッド１３２と接合され、前記第４接合電極１３８Ｂは前記第２連結電極１４３と前記第３接合電極１３８Ａとの間に接合される。
【０３０１】
前記第２電極ボンディング層１３８は前記第２連結電極１４３と第２電極パッド１３２との間に接合されて、前記第２連結電極１４３と前記第２電極パッド１３２との接合を改善させることができる。前記第１電極パッド１３４は第１電極であり、前記第２電極パッド１３２は第２電極として機能するようになる。
【０３０２】
図４１は、図２６の発光素子が搭載された発光素子パッケージを示す図である。
【０３０３】
図４１を参照すると、発光素子パッケージ２０１は、胴体部２１１、前記胴体部２１１に設置された第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７、モールディング部材２１９、及び発光素子１０１を含む。
【０３０４】
前記胴体部２１１は高反射樹脂系列（例；ＰＰＡ）、ポリマー系列、プラスチック系列のうちから選択的に射出成形されるか、単層または多層の基板積層構造で形成される。前記胴体部２１１は上部が開放されたキャビティ２１２を含み、前記キャビティ２１２の周り面２１２Ａは傾斜したりキャビティ底面に対して垂直するように形成される。
【０３０５】
前記キャビティ２１２には第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７が配置され、前記第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７は互いに離隔する。
【０３０６】
前記に開示された実施形態の発光素子１００は、前記第１リード電極２１５及び第２リード電極２１７の上にフリップ方式によりボンディングされる。即ち、前記発光素子１０１の第１連結電極１４１は第１リード電極２１５にボンディングされ、前記第２連結電極１４３は第２リード電極２１７にボンディングされる。
【０３０７】
前記第１リード電極２１５及び前記第２リード電極２１７の上面と前記発光素子１０１の下面、即ち第１連結電極１４１、第２連結電極１４３、及び前記支持部材１５１の下面の間の間隔は同一な間隔で形成され、これに対して限定するものではない。
【０３０８】
前記発光素子１０１の支持部材１５１は前記第１リード電極２１５及び前記第２リード電極２１７の上に離隔し、全表面を通じて放熱するようになる。
【０３０９】
前記キャビティ２１２の内にはモールディング部材２１９が形成され、前記モールディング部材２１９はシリコンまたはエポキシのような透光性樹脂材質で形成され、蛍光体を含むことができる。
【０３１０】
前記発光素子１０１の内部で発生した光は発光素子１０１の上面及び側面を通じて大部分の光が抽出され、前記抽出された光は前記モールディング部材２１９を通じて外部に放出できる。ここで、前記発光素子１０１の上面を通じて抽出される光量は図２６に図示された第３パターン部と第４パターン部の構造により増加することができるので、発光素子１０１の内部での光損失を減らすことができる。
【０３１１】
前記発光素子パッケージ２０１は前記に開示された実施形態の発光素子のうちの１つまたは複数で搭載することができ、これに対して限定するものではない。前記発光素子パッケージは図３１のような蛍光体層を有する他の実施形態の発光素子が搭載された場合、前記モールディング部材２１９の内には別途の蛍光体を添加しないことがあり、他の例として、前記蛍光体層の蛍光体と異なる蛍光体または互いに類似なカラーを発光する蛍光体を添加することができる。
【０３１２】
＜照明システム＞
実施形態による発光素子又は発光素子は、照明システムに適用される。前記照明システムは、複数の発光素子がアレイされた構造を含み、図４２及び図４３に示されている表示装置、図４４に示されている照明装置とを含み、照明灯、信号灯、車両前照灯、電光板などが含まれる。
【０３１３】
図４２は、実施形態による発光素子を有する表示装置の分解斜視図である。
【０３１４】
図４２を参照すると、実施形態による表示装置１０００は、導光板１０４１と、前記導光板１０４１に光を提供する光源モジュール１０３１と、前記導光板１０４１の下に反射部材１０２２と、前記導光板１０４１上に光学シート１０５１と、前記光学シート１０５１ 上に表示パネル１０６１と、前記導光板１０４１、光源モジュール１０３１、及び反射部材１０２２を収納するボトムカバー１０１１とを含むが、ここに限定されない。
【０３１５】
前記ボトムカバー１０１１と、反射シート１０２２と、導光板１０４１と、光学シート１０５１とは、ライトユニット１０５０として定義される。
【０３１６】
前記導光板１０４１は、光を拡散して、面光源化する役目を果たす。前記導光板１０４１は、透明な材質からなり、例えば、PMMA(polymethylmetaacrylate)のようなアクリル樹脂系列、PET(polyethylene terephthlate)、PC(poly carbonate)、COC(cycloolefin copolymer)、及びPEN(polyethylene naphthalate)樹脂の１つを含むことができる。
【０３１７】
前記光源モジュール１０３１は、前記導光板１０４１の少なくとも一側面に光を提供し、 窮極的には、表示装置の光源として作用するようになる。
【０３１８】
前記光源モジュール１０３１は、少なくとも１つを含み、前記導光板１０４１の一側面で直接又は間接的に光を提供することができる。前記光源モジュール１０３１は、基板１０３３と前記に開示された実施形態による発光素子又は発光素子１００を含み、前記発光素子又は発光素子１００は、前記基板１０３３上に所定間隔でアレイされる。
【０３１９】
前記基板１０３３は、回路パターン(図示せず)を含む印刷回路基板(PCB、Printed Circuit Board)である。但し、前記基板１０３３は、一般のPCBのみならず、メタルコア PCB(MCPCB、Metal Core PCB)、軟性PCB(FPCB、 Flexible PCB)などを含み、これに対して限定しない。前記発光素子１００は、前記ボトムカバー１０１１の側面又は放熱プレート上に搭載される場合、前記基板１０３３は、除去され得る。ここで、 前記放熱プレートの一部は、前記ボトムカバー１０１１の上面に接触される。
【０３２０】
そして、前記複数の発光素子１００は、前記基板１０３３上に光が放出される出射面が、前記導光板１０４１と所定の距離離隔して搭載され、これに対して限定しない。前記発光素子１００は、前記導光板１０４１の一側面である入光部に光を直接又は間接的に提供することができ、これに対して限定しない。
【０３２１】
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の下面に入射した光を反射させて、上に向かわせることで、前記ライトユニット１０５０の輝度を向上することができる。前記反射部材１０２２は、例えば、PET、PC、PVCレジンなどで形成されるが、これに対して限定しない。前記反射部材１０２２は、前記ボトムカバー１０１１の上面であり、これに対して限定しない。
【０３２２】
前記ボトムカバー１０１１は、前記導光板１０４１、光源モジュール１０３１、及び反射部材１０２２などを輸納することができる。このため、前記ボトムカバー１０１１は、上面が開口したボックス(box)形状を有する収納部１０１２が備えられ、これに対して限定しない。前記ボトムカバー１０１１は、トップカバーと結合され、これに対して限定しない。
【０３２３】
前記ボトムカバー１０１１は、金属材質又は樹脂材質で形成され、プレス成形又は押出成形などの工程を用いて製造されることができる。また、前記ボトムカバー１０１１は、熱伝導性の良い金属又は非金属材料を含み、これに対して限定しない。
【０３２４】
前記表示パネル１０６１は、例えば、LCDパネルとして、互いに対向する透明な材質の第１及び第２の基板、そして、第１及び第２の基板の間に介在した液晶層を含む。前記表示パネル１０６１の少なくとも一面には、偏光版が取り付けられ、このような偏光版の取付構造に限定しない。前記表示パネル１０６１は、光学シート１０５１を通過した光により情報を表示することになる。このような表示装置１０００は、各鐘の携帯端末機、ノートＰＣのモニタ、ラップトップコンピュータのモニタ、テレビなどに適用されることができる。
【０３２５】
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などのようなシートから少なくとも１つを含む。前記拡散シートは、入射される光を拡散させ、前記水平又は/及び垂直プリズムシートは、入射される光を表示領域に集光させ、前記輝度強化シートは、損失される光を再使用して、輝度を向上させる。また、前記表示パネル１０６１上には、保護シートが配置され、これに対して限定しない。
【０３２６】
ここで、前記光源モジュール１０３１の光経路上には、光学部材として、前記導光板１０４１、及び光学シート１０５１を含み、これに対して限定しない。
【０３２７】
図 ４３は、実施形態による発光素子を有する表示装置を示す図である。
【０３２８】
図４３を参照すると、表示装置１１００は、ボトムカバー１１５２と、前記の発光素子１００がアレイされた基板１１２０と、光学部材１１５４と、表示パネル１１５５とを含む。
【０３２９】
前記基板１１２０と前記発光素子１００とは、光源モジュール１１６０と定義される。 前記ボトムカバー１１５２と、少なくとも１つの光源モジュール１１６０と、 光学部材１１５４とは、ライトユニット１１５０と定義される。前記ボトムカバー１１５２には、収納部１１５３を具備することができ、これに対して限定しない。前記の光源モジュール１１６０は、基板１１２０、及び前記基板１１２０上に配列した複数の発光素子又は発光素子１００を含む。
【０３３０】
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。前記導光板は、ＰＣ材質又はＰＷＭА(polymethyl methacrylate)材質からなり、このような導光板は除去されることができる。前記拡散シートは、入射される光を拡散させ、前記水平及び垂直プリズムシートは、入射される光を表示領域に集光させ、前記輝度強化シートは、損失される光を再使用して、輝度を向上させる。
【０３３１】
前記光学部材１１５４は、前記光源モジュール１１６０上に配置され、前記光源モジュール１１６０から放出された光を面光源するか、拡散、集光などを行うようになる。
【０３３２】
図４４は、実施形態に係る照明装置の斜視図である。
【０３３３】
図４４に示すように、照明装置１５００は、ケース１５１０と、前記ケース１５１０に設置された発光モジュール１５３０と、前記ケース１５１０に設置され外部電源から電源が提供される接続端子１５２０を含むことができる。
【０３３４】
前記ケース１５１０は、放熱特性が良好な材質から形成されることが好ましく、例えば金属材質又は樹脂材質から形成されることができる。
【０３３５】
前記発光モジュール１５３０は、基板１５３２と、前記基板１５３２に搭載される実施形態に係る発光素子１００とを含むことができる。前記発光素子１００は、複数がマトリックス状又は所定間隔で離隔されて配列されうる。
【０３３６】
前記基板１５３２は、絶縁体に回路パターンが印刷されたものであってもよく、例えば、一般の印刷回路ボード（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）、メタルコアＰＣＢ、フレキシブルＰＣＢ、セラミックＰＣＢなどがありうる。
【０３３７】
また、前記基板１５３２は、光を效率的に反射する材質から形成されるか、表面が光の效率的に反射されるカラー、例えば白色、銀色などのコーティング層からなりうる。
【０３３８】
前記基板１５３２上には、少なくとも一つの発光素子１００が搭載されることができる。前記発光素子１００の各々は、少なくとも一つの発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チップを含むことができる。前記ＬＥＤチップは、赤色、緑色、青色または白色の有色の光を各々発光する有色の発光ダイオード及び紫外線（ＵＶ：Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）を発光するＵＶ発光ダイオードを含むことができる。
【０３３９】
前記発光モジュール１５３０は、色感及び輝度を得るために多様な発光素子１００の組合わせを有するように配置されることができる。例えば、高演色性（ＣＲＩ）を確保するために、白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード及び緑色発光ダイオードを組み合わせて配置できる。
【０３４０】
前記接続端子１５２０は、前記発光モジュール１５３０と電気的に接続されて電源を供給できる。前記接続端子１５２０は、ソケット方式で外部電源にまわし挟まれて結合されるが、これに対して限定しない。例えば、前記接続端子１５２０は、ピン（ｐｉｎ）状に形成されて外部電源に挿入されるか、配線により外部電源に接続されることもできる。
【０３４１】
実施形態に従う発光素子の製造方法は、基板の上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を含む発光構造物を形成するステップ、前記第１導電型半導体層の一部が露出するようにエッチングするステップ、前記発光構造物の上に反射電極層を形成するステップ、前記反射電極層及び前記発光構造物の上に絶縁層を形成するステップ、前記第１導電型半導体層の上に第１電極及び前記反射電極層の上に第２電極を形成するステップ、前記第１電極の上に第１連結電極及び前記第２電極の上に第２連結電極を形成するステップ、及び前記絶縁層の上に形成されて前記第１及び第２連結電極の上面高さに支持部材を形成するステップ、前記支持部材が形成されれば、前記基板を除去するステップ、前記基板が除去された発光構造物の上面に対してエッチングを遂行して凹な形状及び凸な形状のうちの少なくとも１つの形状を有する第３パターン部と、前記第３パターン部の突起幅より小さな幅を有する微細凹凸を有する第４パターン部を前記発光構造物の上面と前記突起の上に形成するステップを含み、前記支持部材の内にはセラミック系列の熱拡散剤を含む。
【０３４２】
実施形態に従う発光素子製造方法は、基板の上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を含む発光構造物を形成するステップ、前記第１導電型半導体層の一部が露出するようにエッチングするステップ、前記発光構造物の上に反射電極層を形成するステップ、前記反射電極層及び前記発光構造物の上に絶縁層を形成するステップ、前記第１導電型半導体層の上に第１電極及び前記反射電極層の上に第２電極を形成するステップ、前記第１電極の上に第１連結電極及び前記第２電極の上に第２連結電極を形成するステップ、前記絶縁層の上に形成されて前記第１及び第２連結電極の上面の高さに支持部材を形成するステップ、及び前記基板の下面に対してエッチングを遂行して凹な形状及び凸な形状のうち、少なくとも１つの形状を有する第１パターン部と、前記第１パターン部のサイズより小さな微細凹凸を有する第２パターン部を前記基板の上面と前記第１パターン部の上に形成するステップを含み、前記支持部材の内にはセラミック系列の熱拡散剤を含む。
【０３４３】
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態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ことと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０３４４】
１１、１１Ｂ、１３ 突起
１１Ａ、１２、１４ 凹部
１００、１０１ 発光素子
１１１ 基板
１１３ 第１半導体層
１１５ 第１導電型半導体層
１１７ 活性層
１１９ 第２導電型半導体層
１２０ 発光構造物
１３０、１３１ 反射電極層
１３３ 絶縁層
１３５、１３６ 第１電極
１３７、１３８ 第２電極
１４１ 第１連結電極
１４３ 第２連結電極
１５１ 支持部材
１７０ モジュール基板
２００、２０１ 発光素子パッケージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の基板と、
前記基板の上面に複数の突起を有する第１パターン部と、
前記基板の上面に前記複数の突起の各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部と、
前記基板の下に配置され、第１導電型半導体層、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配置された活性層を含む発光構造物と、
前記第１導電型半導体層の下に配置された第１電極と、
前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層と、
前記反射電極層の下に配置された第２電極と、
前記第１電極の下に配置された第１連結電極と、
前記第２電極の下に配置された第２連結電極と、
前記第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤が添加された絶縁性の支持部材と、
を含むことを特徴とする、発光素子。
【請求項２】
前記複数の凹部は前記複数の突起の各々にさらに配置されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記複数の突起は半球型形状を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】
前記複数の突起は一定の間隔で配列され、前記複数の凹部は不規則な間隔で配列されることを特徴とする、請求項１乃至３のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記複数の凹部の各々は前記突起の幅の５０％以下の小さな幅を有することを特徴とする、請求項１乃至４のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記突起は０．１μｍ−１０μｍ範囲の幅を有することを特徴とする、請求項１乃至５のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記基板の上に蛍光体層を含み、前記蛍光体層の一部は前記凹部の内に配置されることを特徴とする、請求項１乃至６のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記基板と前記蛍光体層との間に透光性樹脂層を含むことを特徴とする、請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記基板の下面に複数の突起を含むことを特徴とする、請求項１乃至８のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記セラミック材質の熱拡散剤は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、及び硫化物のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１乃至９のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記支持部材の下面は前記第１連結電極及び前記第２連結電極の下面と同一な水平面に配置されることを特徴とする、請求項１乃至１０のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記反射電極層は前記発光構造物に接触されたオーミック接触層、前記オーミック接触層の下に配置された反射層、及び前記反射層の下に配置された第１拡散防止層を含み、
前記第１電極及び第２電極のうちの少なくとも１つは、前記第１拡散防止層の下に接着された第１接着層、前記第１接着層の下に第２拡散防止層、及び前記第２拡散防止層の下に第１ボンディング層を含むことを特徴とする、請求項１乃至１１のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記第１電極と前記第１連結電極との間に接合された第１電極ボンディング層、及び前記第２電極と前記第２連結電極との間に接合された第２電極ボンディング層を含むことを特徴とする、請求項１乃至１２のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記第１電極ボンディング層は前記第１電極に接合された第１接合電極、及び前記第１連結電極と前記第１接合電極との間に接合された第２接合電極を含み、
前記第２ボンディング電極層は、前記第２電極に接合された第３接合電極、及び前記第２連結電極と前記第３接合電極との間に接合された第４接合電極を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の発光素子。
【請求項１５】
第１導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層の下に活性層と、
前記活性層の下に第２導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層の上面に複数の突起を有する第１パターン部と、
前記第１導電型半導体層の上面に前記複数の突起の各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部と、
前記第１導電型半導体層の下に配置された第１電極と、
前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層と、
前記反射電極層の下に配置された第２電極と、
前記第１電極の下に配置された第１連結電極と、
前記第２電極の下に配置された第２連結電極と、
前記第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤を有する絶縁性の支持部材を含むことを特徴とする、 発光素子。
【請求項１６】
前記パターン部は前記複数の突起が配列され、前記凹部は前記第１突起の幅の５０％以下の小さな幅を有することを特徴とする、請求項１５に記載の発光素子。
【請求項１７】
前記突起の幅は０．１μｍ−３μｍ範囲を含むことを特徴とする、請求項１５または１６に記載の発光素子。
【請求項１８】
前記熱拡散剤は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、及び硫化物のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１５乃至１７のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１９】
前記支持部材の下面は前記第１連結電極及び前記第２連結電極の下面と同一な水平面に配置され、
前記第１電極と前記第１連結電極との間に接合され、複数の接合電極を有する第１電極ボンディング層、及び前記第２電極と前記第２連結電極との間に接合され、複数の接合電極を有する第２電極ボンディング層を含むことを特徴とする、請求項１５乃至１８のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項２０】
下部に支持部材、前記支持部材の下面に露出された第１連結電極、及び第２連結電極を有する発光素子と、
前記発光素子の第１連結電極及び第２連結電極が搭載された複数のリードフレームと、
前記複数のリードフレームが配置された胴体と、を含み、
前記発光素子は、
透光性の基板と、
前記基板の上面に複数の突起を有する第１パターン部と、
前記基板の上面に前記複数の突起の各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部と、
前記基板の下に配置され、第１導電型半導体層、前記第２導電型半導体層、前記第１半導体層と前記第２導電型半導体層との間に配置された活性層を含む発光構造物と、
前記第１導電型半導体層と第１連結電極との間に配置された第１電極と、
前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層と、
前記反射電極層と前記第２連結電極との間に配置された第２電極と、を含み、
前記支持部材は第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤を含み、
前記発光素子の第１連結電極と第２連結電極、及び支持部材の下面は前記複数のリードフレームの上面と同一な間隔を有することを特徴とする、発光装置。
【請求項１】
透光性の基板と、
前記基板の上面に複数の突起を有する第１パターン部と、
前記基板の上面に前記複数の突起の各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部と、
前記基板の下に配置され、第１導電型半導体層、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配置された活性層を含む発光構造物と、
前記第１導電型半導体層の下に配置された第１電極と、
前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層と、
前記反射電極層の下に配置された第２電極と、
前記第１電極の下に配置された第１連結電極と、
前記第２電極の下に配置された第２連結電極と、
前記第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤が添加された絶縁性の支持部材と、
を含むことを特徴とする、発光素子。
【請求項２】
前記複数の凹部は前記複数の突起の各々にさらに配置されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記複数の突起は半球型形状を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】
前記複数の突起は一定の間隔で配列され、前記複数の凹部は不規則な間隔で配列されることを特徴とする、請求項１乃至３のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記複数の凹部の各々は前記突起の幅の５０％以下の小さな幅を有することを特徴とする、請求項１乃至４のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記突起は０．１μｍ−１０μｍ範囲の幅を有することを特徴とする、請求項１乃至５のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記基板の上に蛍光体層を含み、前記蛍光体層の一部は前記凹部の内に配置されることを特徴とする、請求項１乃至６のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記基板と前記蛍光体層との間に透光性樹脂層を含むことを特徴とする、請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記基板の下面に複数の突起を含むことを特徴とする、請求項１乃至８のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記セラミック材質の熱拡散剤は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、及び硫化物のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１乃至９のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記支持部材の下面は前記第１連結電極及び前記第２連結電極の下面と同一な水平面に配置されることを特徴とする、請求項１乃至１０のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記反射電極層は前記発光構造物に接触されたオーミック接触層、前記オーミック接触層の下に配置された反射層、及び前記反射層の下に配置された第１拡散防止層を含み、
前記第１電極及び第２電極のうちの少なくとも１つは、前記第１拡散防止層の下に接着された第１接着層、前記第１接着層の下に第２拡散防止層、及び前記第２拡散防止層の下に第１ボンディング層を含むことを特徴とする、請求項１乃至１１のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記第１電極と前記第１連結電極との間に接合された第１電極ボンディング層、及び前記第２電極と前記第２連結電極との間に接合された第２電極ボンディング層を含むことを特徴とする、請求項１乃至１２のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記第１電極ボンディング層は前記第１電極に接合された第１接合電極、及び前記第１連結電極と前記第１接合電極との間に接合された第２接合電極を含み、
前記第２ボンディング電極層は、前記第２電極に接合された第３接合電極、及び前記第２連結電極と前記第３接合電極との間に接合された第４接合電極を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の発光素子。
【請求項１５】
第１導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層の下に活性層と、
前記活性層の下に第２導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層の上面に複数の突起を有する第１パターン部と、
前記第１導電型半導体層の上面に前記複数の突起の各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部と、
前記第１導電型半導体層の下に配置された第１電極と、
前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層と、
前記反射電極層の下に配置された第２電極と、
前記第１電極の下に配置された第１連結電極と、
前記第２電極の下に配置された第２連結電極と、
前記第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤を有する絶縁性の支持部材を含むことを特徴とする、 発光素子。
【請求項１６】
前記パターン部は前記複数の突起が配列され、前記凹部は前記第１突起の幅の５０％以下の小さな幅を有することを特徴とする、請求項１５に記載の発光素子。
【請求項１７】
前記突起の幅は０．１μｍ−３μｍ範囲を含むことを特徴とする、請求項１５または１６に記載の発光素子。
【請求項１８】
前記熱拡散剤は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、及び硫化物のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１５乃至１７のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１９】
前記支持部材の下面は前記第１連結電極及び前記第２連結電極の下面と同一な水平面に配置され、
前記第１電極と前記第１連結電極との間に接合され、複数の接合電極を有する第１電極ボンディング層、及び前記第２電極と前記第２連結電極との間に接合され、複数の接合電極を有する第２電極ボンディング層を含むことを特徴とする、請求項１５乃至１８のうち、いずれか１項に記載の発光素子。
【請求項２０】
下部に支持部材、前記支持部材の下面に露出された第１連結電極、及び第２連結電極を有する発光素子と、
前記発光素子の第１連結電極及び第２連結電極が搭載された複数のリードフレームと、
前記複数のリードフレームが配置された胴体と、を含み、
前記発光素子は、
透光性の基板と、
前記基板の上面に複数の突起を有する第１パターン部と、
前記基板の上面に前記複数の突起の各々の幅より小さな幅を有する複数の凹部を含む第２パターン部と、
前記基板の下に配置され、第１導電型半導体層、前記第２導電型半導体層、前記第１半導体層と前記第２導電型半導体層との間に配置された活性層を含む発光構造物と、
前記第１導電型半導体層と第１連結電極との間に配置された第１電極と、
前記第２導電型半導体層の下に配置された反射電極層と、
前記反射電極層と前記第２連結電極との間に配置された第２電極と、を含み、
前記支持部材は第１電極及び第１連結電極と前記第２電極及び前記第２連結電極の周りに配置され、セラミック材質の熱拡散剤を含み、
前記発光素子の第１連結電極と第２連結電極、及び支持部材の下面は前記複数のリードフレームの上面と同一な間隔を有することを特徴とする、発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【公開番号】特開２０１３−１０６０４８（Ｐ２０１３−１０６０４８Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２４９９４４（Ｐ２０１２−２４９９４４）
【出願日】平成２４年１１月１４日（２０１２．１１．１４）
【出願人】（５１００３９４２６）エルジー イノテック カンパニー リミテッド (279)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月１４日（２０１２．１１．１４）
【出願人】（５１００３９４２６）エルジー イノテック カンパニー リミテッド (279)
【Ｆターム（参考）】
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