(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明が解決しようとする課題は、電極パッド及び/又は電極延長部の形成による発光面積の減少を防止できる発光ダイオードチップを提供することにある。
【0011】
本発明が解決しようとする他の課題は、電極パッド及び電極延長部の周囲で発生する電流集中を緩和し、発光ダイオードチップの広い領域にわたって電流を分散できる発光ダイオードチップを提供することにある。
【0012】
本発明が解決しようとする更に他の課題は、電極パッド及び電極延長部による光の損失を防止できる発光ダイオードチップを提供することにある。
【0013】
本発明が解決しようとする更に他の課題は、高電流下で駆動するとき、特定位置で電流が集中することを防止し、外部量子効率を向上できる発光ダイオードチップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明の一実施例に係る発光ダイオードチップは、第1の導電型半導体層、該第1の導電型半導体層上に位置する第2の導電型半導体層、及び前記第1の導電型半導体層と前記第2の導電型半導体層との間に介在した活性層を含む半導体積層構造体と、前記第1の導電型半導体層に対向して前記第2の導電型半導体層上に位置する第1の電極パッドと、前記第1の電極パッドから延長されて前記第1の導電型半導体層に接続された第1の電極延長部と、前記第2の導電型半導体層に電気的に接続された第2の電極パッドと、前記第1の電極パッドと前記第2の導電型半導体層との間に介在した絶縁層とを含む。前記第1の電極パッドが第2の導電型半導体層上に位置するので、第1の電極パッドの形成による発光面積の減少を防止することができる。
【0015】
前記発光ダイオードチップは基板をさらに含むことができ、前記半導体積層構造体は前記基板上に位置させることができる。この場合、前記第1の導電型半導体層は、前記第2の導電型半導体層よりも前記基板に近く位置する。さらに、前記第2の電極パッドも前記第2の導電型半導体層上に位置させることができる。
【0016】
一方、前記絶縁層は分布ブラッグ反射器を含むことができる。また、前記絶縁層と前記第2の導電型半導体層との間に反射器を介在させることができる。前記反射器は、分布ブラッグ反射器又は金属反射器であり得る。
【0017】
いくつかの実施例において、前記絶縁層と前記第2の導電型半導体層との間に透明導電層を介在させることができる。前記絶縁層の下側の透明導電層は、前記絶縁層の下側領域の活性層に電流を供給することを助ける。これと異なって、前記第1の電極パッドの下側領域で反射器が第2の導電型半導体層に直接接することができ、その結果、透明導電層による光の損失を減少させることができる。
【0018】
いくつかの実施例において、前記発光ダイオードチップは、前記第1の電極延長部に沿って前記第1の電極延長部と前記第1の導電型半導体層との間に介在し、前記第1の電極延長部を前記第1の導電型半導体層から部分的に離隔させるドットパターンをさらに含むことができる。前記ドットパターンにより、前記第1の電極延長部の周囲に電流が集中することを緩和することができ、電流をより広く分散させることができる。
【0019】
前記ドットパターンは絶縁物質で形成することができる。一方、前記ドットパターンは、反射器、例えば、金属反射器又は分布ブラッグ反射器を含むことができる。
【0020】
いくつかの実施例において、前記半導体積層構造体は、前記第2の導電型半導体層及び活性層を貫通して前記第1の導電型半導体層を露出させる複数の貫通ホールをさらに含むことができる。前記複数の貫通ホールは、前記第1の電極延長部に沿って配列され、前記第1の電極延長部は、前記各貫通ホールを介して前記第1の導電型半導体層に接続することができる。
【0021】
第1の電極延長部が前記各貫通ホールを介して第1の導電型半導体層に接続するので、前記第1の電極延長部の周囲に電流が集中することを緩和し、電流をより広く分散させることができる。
【0022】
絶縁層を前記第1の電極延長部と前記第2の導電型半導体層との間に介在させることができ、その結果、第1の電極延長部は、前記第2の導電型半導体層から前記絶縁層によって絶縁させることができる。
【0023】
さらに、前記第1の電極延長部の下側の絶縁層は、前記各貫通ホールの側壁に延長し、前記第1の電極延長部を前記貫通ホールの側壁から絶縁させることができる。
【0024】
一方、前記第1の電極延長部の下側の絶縁層は分布ブラッグ反射器を含むことができる。さらに、前記第1の電極延長部の下側の分布ブラッグ反射器は前記各貫通ホールの側壁に延長し、前記第1の電極延長部を前記貫通ホールの側壁から絶縁させることができる。
【0025】
いくつかの実施例において、前記発光ダイオードチップは、前記第1の電極延長部の下側の絶縁層と前記第2の導電型半導体層との間に介在した透明導電層をさらに含むことができる。透明導電層により、前記第1の電極延長部の下側の活性層に電流を供給することができる。
【0026】
他の各実施例において、前記第1の電極延長部の下側で前記絶縁層が第2の導電型半導体層に直接接することができる。すなわち、第1の電極延長部の下側で透明導電層が排除され、その結果、透明導電層による光の損失を防止することができる。
【0027】
一方、前記発光ダイオードチップは、前記第2の電極パッドから延長する第2の電極延長部;及び前記第2の導電型半導体層上に位置する透明導電層をさらに含むことができる。前記第2の電極パッド及び前記第2の電極延長部は、前記透明導電層を通して前記第2の導電型半導体層に電気的に接続することができる。
【0028】
いくつかの実施例において、電流ブロック層を前記第2の電極延長部に沿って前記透明導電層と前記第2の導電型半導体層との間に介在させることができる。前記電流ブロック層は、ライン形状又はドットパターンで配置することができる。これによって、前記第2の電極延長部の周囲に電流が集中することを緩和することができる。また、この電流ブロック層は、前記第2の電極パッドの下側にも配置することができる。
【0029】
さらに、前記電流ブロック層は反射器を含むことができる。従って、前記第2の電極延長部に向かう光が第2の電極延長部に吸収されて損失することを防止することができる。
【0030】
他の各実施例において、電流ブロック層は、前記第2の電極延長部に沿って前記透明導電層と前記第2の電極延長部との間にドットパターンで配列することができる。前記第2の電極延長部は、前記各ドットパターン間の各領域で前記透明導電層を通して前記第2の導電型半導体層に接続する。
【0031】
また、本発明は、第1の電極延長部及び/又は第2の電極延長部が半導体積層構造体に電気的に接続する各接続領域をドット形態で提供することによって、発光ダイオードチップの広い面積にわたって均一に電流を分散させる技術を提供する。
【0032】
例えば、前記第1の電極延長部は、複数のドット領域で前記第1の導電型半導体層に接続することができ、前記複数のドット領域は、第2の電極パッドよりも第1の電極パッドに相対的に近い第1のドット領域、及び前記第1の電極パッドよりも前記第2の電極パッドに相対的に近い第2のドット領域を含むことができる。さらに、前記第1のドット領域の大きさは、第1の電極パッドからの距離が増加するにつれて増加し得る。また、前記第2のドット領域の大きさは、前記第1の電極パッドからの距離が増加するにつれて減少し得る。
【0033】
一方、前記発光ダイオードチップは、前記第2の電極パッドから延長された第2の電極延長部及び前記第2の電極延長部と前記第2の導電型半導体層との間に介在した透明導電層を、さらに含むことができる。さらに、前記第2の電極延長部は、複数のドット領域で前記透明導電層を通して第2の導電型半導体層に接続することができ、前記第2の電極延長部に沿って配列された前記複数のドット領域は、第1の電極パッドよりも第2の電極パッドに相対的に近い第3のドット領域、及び前記第2の電極パッドよりも前記第1の電極パッドに相対的に近い第4のドット領域を含むことができる。前記第3のドット領域の大きさは、前記第2の電極パッドからの距離が増加するにつれて増加し得る。また、前記第4のドット領域の大きさは、前記第2の電極パッドからの距離が増加するにつれて減少し得る。
【0034】
さらに、前記第1〜第4のドット領域の大きさは、前記第1の電極パッドと前記第2の電極パッドを横切る線から遠ざかるほど増加し得る。
【0035】
本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップは、第1の導電型半導体層;前記第1の導電型半導体層上に位置し、それぞれ第2の導電型半導体層、及び前記第1の導電型半導体層と前記第2の導電型半導体層との間に介在した活性層を含む複数のメサ構造体と、少なくとも一部が前記第1の導電型半導体層に対向して前記第2の導電型半導体層上に位置する第1の電極パッドと、前記第1の電極パッドから延長して前記第1の導電型半導体層に接続された第1の電極延長部と、前記第2の導電型半導体層に電気的に接続された第2の電極パッドと、前記第1の電極パッドと前記第2の導電型半導体層との間に介在した絶縁層とを含む。前記第1の電極パッドが第2の導電型半導体層上に位置するので、第1の電極パッドの形成による発光面積の減少を防止することができる。また、複数のメサ構造体を採択するので、複数のメサ構造体に電流を分散させることができ、その結果、発光ダイオードチップの特定位置で電流密度が急激に増加することを防止し、外部量子効率を増加させることができる。
【0036】
前記発光ダイオードチップは基板をさらに含むことができ、前記第1の導電型半導体層を前記基板上に位置させることができる。この場合、前記第1の導電型半導体層は、前記第2の導電型半導体層よりも前記基板に近く位置する。さらに、前記第2の電極パッドも前記第2の導電型半導体層上に位置させることができる。
【0037】
一方、前記第2の電極パッドは、前記複数のメサ構造体上にそれぞれ位置する複数の電極パッドを含むことができる。さらに、前記第1の電極パッドは、前記複数のメサ構造体上にそれぞれ位置する複数の電極パッドを含むことができる。
【0038】
一方、前記複数のメサ構造体は、前記第1の導電型半導体層を露出させる分離領域によって分離される。これによって、前記分離領域内に第1の導電型半導体層の表面が露出する。
【0039】
一実施例において、前記第1の電極延長部は、前記分離領域内で前記第1の導電型半導体層に接続する電極延長部を含むことができる。さらに、ドットパターンが、前記分離領域内の電極延長部に沿って、前記電極延長部と前記第1の導電型半導体層との間に介在し、前記電極延長部を、前記第1の導電型半導体層から部分的に離隔させることができる。前記ドットパターンは絶縁物質で形成することができ、分布ブラッグ反射器を含むことができる。前記ドットパターンにより、前記電極延長部の周囲に電流が集中することを緩和することができ、電流をより広く分散させることができる。
【0040】
一方、前記第1の電極パッドと前記第2の導電型半導体層との間に介在した絶縁層は、分布ブラッグ反射器を含むことができる。また、前記絶縁層と前記第2の導電型半導体層との間に、反射器を介在させることができる。前記反射器は、分布ブラッグ反射器又は金属反射器であり得る。
【0041】
また、前記第1の電極パッドは、前記分離領域内に一部が位置する電極パッドを含むことができる。
【0042】
いくつかの実施例において、前記絶縁層と前記第2の導電型半導体層との間に、透明導電層を介在させることができる。前記絶縁層の下側の透明導電層は、前記絶縁層の下側領域の活性層に電流を供給することを、助ける。これと異なって、前記第1の電極パッドの下側領域で、反射器が第2の導電型半導体層に直接接することができ、その結果、透明導電層による光の損失を減少させることができる。
【0043】
一方、前記各メサ構造体は、それぞれ前記第2の導電型半導体層及び活性層を貫通して、前記第1の導電型半導体層を露出させる複数の貫通ホールを含むことができる。また、前記第1の電極延長部は、前記複数の貫通ホールを介して前記第1の導電型半導体層に接続する電極延長部を、含むことができる。前記複数の貫通ホールは、前記電極延長部に沿って配置される。前記電極延長部が前記各貫通ホールを介して第1の導電型半導体層に接続するので、前記電極延長部の周囲に電流が集中することを緩和し、電流をより広く分散させることができる。
【0044】
さらに、絶縁層は、前記複数の貫通ホールを介して前記第1の導電型半導体層に接続する電極延長部と前記第2の導電型半導体層との間に介在する。前記絶縁層により、前記電極延長部を前記第2の導電型半導体層から絶縁させることができる。
【0045】
さらに、前記電極延長部と第2の導電型半導体層との間に介在した絶縁層は、分布ブラッグ反射器を含むことができる。これによって、メサ構造体の内部で生成された光が前記電極延長部によって損失することを防止することができる。
【0046】
また、前記電極延長部と第2の導電型半導体層との間に介在した絶縁層は、前記各貫通ホールの側壁に延長し、前記第1の電極延長部を前記貫通ホールの側壁から絶縁させることができる。
【0047】
さらに、透明導電層は、前記電極延長部の下側の絶縁層と前記第2の導電型半導体層との間に介在させることができる。前記透明導電層により、前記電極延長部の下側の活性層に電流を供給することができる。これと異なって、前記電極延長部の下側で前記絶縁層が第2の導電型半導体層に直接接することができる。すなわち、前記電極延長部の下側で透明導電層が排除され、その結果、透明導電層による光の損失を防止することができる。
【0048】
一方、前記発光ダイオードチップは、前記第2の電極パッドから延長する第2の電極延長部と、前記第2の導電型半導体層上に位置する透明導電層とを、さらに含むことができる。前記第2の電極パッド及び前記第2の電極延長部は、前記透明導電層を通して前記第2の導電型半導体層に電気的に接続することができる。
【0049】
いくつかの実施例において、電流ブロック層は、前記第2の電極延長部に沿って前記透明導電層と前記第2の導電型半導体層との間に介在させることができる。前記電流ブロック層は、ライン形状又はドットパターンで配置することができる。これによって、前記第2の電極延長部の周囲に電流が集中することを緩和することができる。この電流ブロック層は、前記第2の電極パッドの下側にも配置することができる。
【0050】
さらに、前記電流ブロック層は、反射器、例えば、分布ブラッグ反射器を含むことができる。従って、前記第2の電極延長部に向かう光が第2の電極延長部に吸収されて損失することを防止することができる。
【0051】
他の各実施例において、電流ブロック層は、前記第2の電極延長部に沿って前記透明導電層と前記第2の電極延長部との間にドットパターンで配列することができる。前記第2の電極延長部は、前記各ドットパターン間の各領域で前記透明導電層を通して前記第2の導電型半導体層に接続する。
【発明の効果】
【0052】
本発明によると、半導体積層構造体上に電極パッドを形成することによって、従来の電極パッドの形成による発光面積の減少を防止できる発光ダイオードチップを提供することができる。さらに、各貫通ホールを介して電極延長部を半導体層に接続することによって、電極延長部の形成による発光面積の減少を防止することができる。
【0053】
また、第1の電極延長部の全体を半導体層に接続させる代わりに、各ドット領域で接続させることによって、電極延長部の周囲に電流が集中することを緩和し、広い領域にわたって電流を分散させることができる。さらに、第2の電極パッド及び第2の電極延長部の下側に電流ブロック層を配置し、第2の電極パッド及び第2の電極延長部の周囲に電流が集中することを緩和することができる。
【0054】
一方、電極パッド及び電極延長部と半導体積層構造体との間に反射器を配置することによって、電極パッド及び電極延長部による光の損失を防止することができる。さらに、発光領域を複数のメサ構造体に分離することによって、特定位置への電流密集によって高電流下で外部量子効率が減少することを防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0056】
以下では、添付の各図面を参照して本発明の各実施例を詳細に説明する。次に紹介する各実施例は、当業者に本発明の思想を十分に伝達するために例として提供するものである。従って、本発明は、以下で説明する各実施例に限定されるものでなく、他の形態に具体化することもできる。そして、各図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは、便宜のために誇張して表現することがある。明細書の全体にわたる同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
【0057】
図1は、本発明の一実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための概略的な平面図であり、
図2a、
図2b及び
図2cは、それぞれ
図1のA―A、B―B及びC―C線断面図である。
【0058】
図1、
図2a、
図2b及び
図2cを参照すると、前記発光ダイオードチップは、半導体積層構造体30、第1の電極パッド37、第2の電極パッド39、第1の電極延長部37a、第2の電極延長部39a及び保護絶縁層35を含むことができる。また、前記発光ダイオードチップは、基板21、バッファー層23、第1の機能層31a、第2の機能層31b、透明導電層33、下部反射器45及び金属層47を含むことができる。一方、前記半導体積層構造体30は、第1の導電型半導体層25、活性層27及び第2の導電型半導体層29を含む。
【0059】
前記基板21は、例えば、サファイア基板、炭化シリコン基板又はシリコン基板であり得るが、これに限定されることはない。前記基板21は、窒化ガリウム系化合物半導体層を成長させるための成長基板であり得る。
【0060】
第1の導電型半導体層25が前記基板21上に位置し、前記1の導電型半導体層25上に第2の導電型半導体層29が位置し、第1の導電型半導体層25と第2の導電型半導体層29との間に活性層27が介在する。前記第1の導電型半導体層25、活性層27及び第2の導電型半導体層29は、窒化ガリウム系列の化合物半導体物質、すなわち、(Al,In,Ga)Nで形成することができる。前記活性層27の組成元素及び組成比は、要求される波長の光、例えば、紫外線又は可視光を放出するように決定される。
【0061】
前記第1の導電型半導体層25はn型窒化物半導体層で、第2の導電型半導体層29はp型窒化物半導体層であり得るが、その反対の場合もある。
【0062】
前記第1の導電型半導体層25及び/又は第2の導電型半導体層29は、図示したように、単一層で形成できるが、多層構造で形成することもできる。また、活性層27は、単一量子ウェル又は多重量子ウェル構造を有することができる。また、前記基板21と第1の導電型半導体層25との間には、GaN又はAlNなどのバッファー層23を介在させることができる。前記各半導体層25、27、29は、MOCVD又はMBE技術を用いて形成することができる。
【0063】
一方、前記半導体積層構造体30は、第2の導電型半導体層29及び活性層27を貫通して第1の導電型半導体層25を露出させる複数の貫通ホール30aを有する。前記複数の貫通ホール30aは、
図1に示したように、第1の電極延長部37aに沿って線形に配列される。
【0064】
一方、前記第2の導電型半導体層29上に透明導電層33を位置させることができる。透明導電層33は、ITOなどの透明酸化物又はNi/Auで形成することができ、第2の導電型半導体層29にオーミック接触する。
【0065】
一方、
図2aに示したように、第1の電極パッド37は、半導体積層構造体30の第2の導電型半導体層29上に位置する。前記第1の電極パッド37から第1の電極延長部37aが延長される。前記第1の電極パッド37は、半導体積層構造体30から絶縁され、第1の電極延長部37aを通して第1の導電型半導体層25に電気的に接続する。前記第1の電極延長部37aは、複数の貫通ホール30aを介して露出した第1の導電型半導体層25に接続される。
【0066】
第2の電極パッド39は透明導電層33上に位置し、第2の電極パッド39から第2の電極延長部39aが延長される。第2の電極パッド39及び第2の電極延長部39aは透明導電層33に接続する。
【0067】
一方、保護絶縁層35は、半導体積層構造体30の上部に位置して半導体積層構造体30を覆う。前記保護絶縁層35は透明導電層33を覆うことができる。さらに、前記保護絶縁層35は、第1の電極パッド37と第2の導電型半導体層29との間に介在し、第1の電極パッド37を第2の導電型半導体層29から離隔させまた、第1の電極延長部37aと第2の導電型半導体層29との間に介在し、第1の電極延長部37aを第2の導電型半導体層29から離隔させる。また、前記保護絶縁層35は、前記複数の貫通ホール30aの側壁を覆い、前記側壁から第1の電極延長部37aを絶縁させる。
【0068】
一方、第1の機能層31aは、ドットパターン形態を有し、前記第1の電極パッド37及び第1の電極延長部37aの下側において、前記保護絶縁層35と第2の導電型半導体層29との間に介在している。前記第1の機能層31aは、50%以上の反射率を有する反射器、例えば、分布ブラッグ反射器であり得る。前記分布ブラッグ反射器は、屈折率が互いに異なる絶縁層、例えば、SiO
2/TiO
2又はSiO
2/Nb
2O
5を互いに積層することによって形成される。前記第1の機能層31aを50%以上の反射率を有する反射器として形成することによって、第1の電極パッド37及び第1の電極延長部37aに向かう光を反射させることができ、光の損失を減少させることができる。さらに、前記第1の機能層31aが分布ブラッグ反射器として形成されることによって、前記第1の機能層31aは、前記保護絶縁層35と共に、前記第1の電極パッド37を半導体積層構造体30から絶縁させる機能を果たす。
【0069】
また、第2の機能層31bは、透明導電層33と第2の導電型半導体層29との間に位置する。第2の機能層31bは、第2の電極パッド39及び第2の電極延長部39aの下側に制限されて位置し、透明導電層33は、第2の機能層31bを覆いながら第2の導電型半導体層29に接続する。
【0070】
第2の機能層31bは、電流ブロック層及び/又は反射器として機能することができる。例えば、前記第2の機能層31bは、絶縁物質で形成された場合、第2の電極パッド39及び第2の電極延長部39aから透明導電層33を通して直ぐ下側の第2の導電型半導体層29に電流が流れることを遮断することができる。これによって、第2の電極パッド39及び第2の電極延長部39aの周囲で電流が集中することを緩和し、電流分散性能を強化することができる。また、前記第2の機能層31bは、50%以上の反射率を有する反射器に形成することができ、前記反射器は、金属反射器又は分布ブラッグ反射器を含むことができる。特に、前記第2の機能層31bが、屈折率が互いに異なる絶縁層を交互に積層した分布ブラッグ反射器である場合、電流ブロック層としての機能と共に、反射器としての機能を行うことができる。さらに、前記第2の機能層31bは、第1の機能層31aと同一の物質で形成することができる。
【0071】
一方、前記下部反射器45は分布ブラッグ反射器であり得る。前記下部分布ブラッグ反射器45は、屈折率が互いに異なる絶縁層を交互に積層することによって形成され、青色波長領域の光、例えば、活性層27で生成された光のみならず、黄色波長領域の光或いは緑及び/又は赤色波長領域の光に対しても相対的に高い、望ましく90%以上の反射率を有する。さらに、前記下部分布ブラッグ反射器45は、例えば、400〜700nmの波長範囲にわたって、全体的に90%以上の反射率を有することもできる。
【0072】
広い波長領域にわたって相対的に高い反射率を有する下部分布ブラッグ反射器45は、繰り返し積層される各材料層の各光学厚さを制御することによって、形成される。前記下部分布ブラッグ反射器45は、例えば、SiO
2の第1の層とTiO
2の第2の層とを交互に積層して形成されたり、SiO
2の第1の層とNb
2O
5の第2の層とを交互に積層して形成される。TiO
2よりもNb
2O
5の光吸収率が相対的に小さいので、SiO
2の第1の層とNb
2O
5の第2の層とを交互に積層することがより望ましい。第1の層と第2の層の積層数が増加するほど分布ブラッグ反射器45の反射率がさらに安定的となる。、例えば、分布ブラッグ反射器40の積層数は50層以上、すなわち、25ペア以上であり得る。
【0073】
交互に積層される第1の層又は第2の層が全て同一の厚さを有する必要はなく、活性層27で生成された光の波長のみならず、可視領域の他の波長に対しても相対的に高い反射率を有するように、第1の層及び第2の層の厚さが選択される。また、特定波長帯域に対して反射率の高い複数の分布ブラッグ反射器を積層し、前記下部分布ブラッグ反射器45を形成することもできる。
【0074】
前記下部分布ブラッグ反射器45を採択することによって、活性層27で生成された光のみならず、外部から再び基板21側に入射された光を再び反射させて外部に放出することができる。
【0075】
また、金属層47は、前記下部分布ブラッグ反射器45の下部に位置させることができる。前記金属層47は、下部分布ブラッグ反射器45を透過した光を反射させるためにアルミニウムなどの反射金属で形成できるが、反射金属以外の金属で形成することもできる。さらに、金属層47は、半導体積層構造体30で生成された熱を外部に放出することを助けるので、発光ダイオードチップ102の熱放出性能を向上させる。
【0076】
本実施例によると、第1の電極パッド37が、半導体積層構造体30の第2の導電型半導体層29の上部に位置する。従って、第1の電極パッド37を形成するために第2の導電型半導体層29及び活性層27をエッチングして除去する必要がなく、その結果、発光面積の減少を防止することができる。さらに、第1の電極延長部37aが複数の貫通ホール30aを介して第1の導電型半導体層25に接続するので、第1の電極延長部37aの形成による発光面積の減少を緩和することができる。さらに、第1の電極延長部37aが連続的に第1の導電型半導体層25に接続するのではなく、ドットパターンで接続するので、第1の電極延長部37aの周囲に電流が集中することを緩和することができる。
【0077】
以下では、前記発光ダイオードチップを製造する方法を説明する。
まず、基板21上に各エピタキシャル層25、27、29が成長する。各エピタキシャル層を成長させる前に、バッファー層23を形成することができる。続いて、第2の導電型半導体層29及び活性層27をパターニングし、メサ構造の半導体積層構造体30を形成する。このとき、前記複数の貫通ホール30aが共に形成される。
【0078】
その後、前記第2の導電型半導体層29上に第1の機能層31a及び第2の機能層31bを形成する。前記第1の機能層31aは、ドットパターンで形成することができ、第1の電極パッド37が形成される領域と、複数の貫通ホール30a間の各領域における第2の導電型半導体層29上に形成される。第2の機能層31bは、第2の電極パッド39及び第2の電極延長部39aが形成される領域に沿って形成される。前記第1の機能層31a及び第2の機能層31bは、ともに、絶縁物質又は反射物質で形成されることができ、また、分布ブラッグ反射器として形成されることができる。第1及び第2の機能層31a、31bは、前記メサ構造の半導体積層構造体30を形成する前に予め形成することもできる。
【0079】
その後、前記第2の機能層31bを覆って前記第2の導電型半導体層29に接続する透明導電層33が形成される。このとき、前記第1の機能層31aは、透明導電層33で覆われずに露出する。
【0080】
その後、前記透明導電層33、第1の機能層31a及び複数の貫通ホール30aを覆う保護絶縁層35が形成される。一方、複数の貫通ホール30a内の保護絶縁層35がエッチングされることによって、第1の導電型半導体層25が露出する。併せて、前記第2の機能層31bの上部の保護絶縁層35がエッチングされることによって、透明導電層33が露出する。
【0081】
続いて、第1の電極パッド37、第2の電極パッド39、第1の電極延長部37a及び第2の電極延長部39aが形成される。第1の電極パッド37は、保護絶縁層35上に形成され、第1の機能層31aの上部に形成される。一方、第1の電極延長部37aは、ライン形状に配列された複数の貫通ホール30aを覆って第1の導電型半導体層25に接続する。また、第2の電極パッド39及び第2の電極延長部39aは、透明導電層33上に形成され、第2の機能層31bの上部に形成される。
【0082】
その後、前記基板21の下部に下部反射器45及び金属層47を形成した後、基板21を個別的な発光ダイオードチップに分割することによって発光ダイオードチップが完成する。
【0083】
図3は、本発明の他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための概略的な平面図で、
図4a、
図4b及び
図4cは、それぞれ
図3のA―A、B―B及びC―C線断面図である。
【0084】
図3、
図4a、
図4b及び
図4cを参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、上述した発光ダイオードチップとほぼ類似するので、同一の事項に対する重複を避けるために詳細な説明を省略し、相違点のみについて詳細に説明する。
【0085】
まず、
図4aに示したように、第1の電極パッド37は、第1の機能層51a上に位置する。すなわち、第1の電極パッド37と第1の機能層51aとの間の保護絶縁層35は除去される。また、第1の電極延長部37aと半導体積層構造体30との間の保護絶縁層35も除去される。ここで、前記第1の機能層51aは、絶縁物質で形成され、さらに、分布ブラッグ反射器として形成されることができる。第2の機能層31bも、第1の機能層51aと同一の物質で同一の工程によって形成され得る。
【0086】
一方、複数の貫通ホール30a内で、前記第1の電極延長部37aは、前記第1の機能層51aによって各貫通ホール30a内の側壁から離隔される。すなわち、複数の貫通ホール30a間の各領域における第2の導電型半導体層29上に位置する第1の機能層51aは、複数の貫通ホール30a内に延長されて側壁を覆う。一方、前記側壁のうち一部、すなわち、複数の貫通ホール30a内で前記第1の電極延長部37aの両側に位置する各側壁は保護絶縁層35で覆うことができる。
【0087】
以前の実施例では、保護絶縁層35に形成される各開口部は、透明導電層33を露出させる領域と、複数の貫通ホール30a内の第1の導電型半導体層を露出させる各領域とを含む。これらのうち、透明導電層33を露出させる領域は、第2の電極パッド39及び第2の電極延長部39aが形成される領域に対応するが、第1の導電型半導体層を露出させる各領域は、第1の電極パッド37及び第1の電極延長部37aに対応しない。従って、第1及び第2の電極パッド37、39と第1及び第2の電極延長部37a、39aとをリフトオフ技術を用いて同時に形成する場合、まず、フォトマスクを使用して保護絶縁層35に開口部パターンを形成した後、他のフォトマスクを用いて第1及び第2の電極パッド37、39と第1及び第2の電極延長部37a、39aを形成するようになる。
【0088】
しかし、本実施例によると、第1及び第2の電極パッド37、39と第1及び第2の電極延長部37a、39aの形状が、保護絶縁層35に形成される開口部パターンに対応するので、保護絶縁層35をパターニングするためのフォトマスクと同一のフォトマスクを用いて第1及び第2の電極パッド37、39と第1及び第2の電極延長部37a、39aを形成することができる。さらに、保護絶縁層35にフォトレジストを使用して開口部パターンを形成した後、連続的に前記フォトレジストを用いて第1及び第2の電極パッド37、39と第1及び第2の電極延長部37a、39aを形成することもできる。これによって、発光ダイオードチップの製造に必要なフォトマスクの数を減少させることができ、さらに、フォトレジストパターンを形成するための写真及び現像工程数を減少させることができる。
【0089】
図5a、
図5b及び
図5cは、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための断面図である。ここで、各図面は、
図1のA―A、B―B及びC―C線断面図に対応する。
【0090】
図5a、
図5b及び
図5cを参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、以前の
図1及び
図2を参照して説明した発光ダイオードチップとほぼ類似するが、透明導電層33が第1の電極パッド37と第2の導電型半導体層29との間の領域、及び第1の電極延長部37aと第2の導電型半導体層29との間の領域に延長されている点において差がある。
【0091】
すなわち、以前の各実施例では、第1の電極パッド37と第1の電極延長部37aの下側の第2の導電型半導体層29領域上には透明導電層33が形成されないが、本実施例では、この領域にも透明導電層33が位置する。透明導電層33が第1の電極パッド37と第1の電極延長部37aの下側の第2の導電型半導体層29に接続するので、この領域でも、電流を半導体積層構造体30内に供給することができる。
【0092】
前記第1の電極パッド37及び第1の電極延長部37aは、保護絶縁層35によって透明導電層33から絶縁され、さらに、前記保護絶縁層35と透明導電層33との間に第1の機能層61aが位置する。
【0093】
本実施例において、第1の機能層61aと第2の機能層31bとは、別個の工程によって形成される。すなわち、第2の機能層31bを覆うように透明導電層33が形成された後、前記透明導電層33上に再び第1の機能層61aが形成される。
【0094】
図6a、
図6b及び
図6cは、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための断面図である。ここで、各図面は、
図3のA―A、B―B及びC―C線断面図に対応する。
【0095】
図6a、
図6b及び
図6cを参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、以前の
図3及び
図4を参照して説明した発光ダイオードチップとほぼ類似するが、透明導電層33が第1の電極パッド37と第2の導電型半導体層29との間の領域及び第1の電極延長部37aと第2の導電型半導体層29との間の領域に延長されている点において、差がある。
【0096】
すなわち、
図3の実施例では、第1の電極パッド37と第1の電極延長部37aの下側における第2の導電型半導体層29領域上には透明導電層33が形成されないが、本実施例では、この領域にも透明導電層33が位置する。透明導電層33が第1の電極パッド37と第1の電極延長部37aの下側における第2の導電型半導体層29に接続するので、この領域でも電流を半導体積層構造体30内に供給することができる。
【0097】
前記第1の電極パッド37及び第1の電極延長部37aは、第1の機能層71aによって透明導電層33から絶縁される。
【0098】
本実施例において、第1の機能層71aと第2の機能層31bは別個の工程によって形成される。すなわち、第2の機能層31bを覆うように透明導電層33が形成された後、前記透明導電層33上に再び第1の機能層71aが形成される。
【0099】
図7は、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための断面図である。
【0100】
図7を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、
図1及び
図2を参照して説明した発光ダイオードチップとほぼ類似するが、第2の機能層71bが第2の電極パッド39と第2の電極延長部39aに沿ってドットパターンで配列された点において差がある。
【0101】
すなわち、第2の機能層71bは、連続的なライン形状でなくドットパターンで配列されている。一方、透明導電層33が前記第2の機能層71bを覆い、各ドット間の領域でも第2の導電型半導体層29に接続される。
【0102】
第2の機能層71bをドットパターンで配列することは、
図1及び
図2の実施例に限定されるものではなく、
図3及び
図4の実施例、
図5の実施例及び
図6の実施例にも適用可能である。
【0103】
図8は、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための断面図である。
【0104】
図8を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、
図1及び
図2を参照して説明した発光ダイオードチップとほぼ類似するが、第2の機能層81bが透明導電層33上に第2の電極パッド39と第2の電極延長部39aに沿ってドットパターンで配列された点において差がある。
【0105】
すなわち、第2の機能層81bは、透明導電層33と第2の電極パッド39との間及び透明導電層33と第2の電極延長部39aとの間で、ドットパターンのものとして配列されている。前記第2の電極延長部39aは、各ドット間の領域で透明導電層33に接続する。
【0106】
本実施例に係る第2の機能層81bは、
図1及び
図2の実施例に限定されるものではなく、
図3及び
図4の実施例、
図5の実施例及び
図6の実施例にも適用可能である。さらに、
図5及び
図6の各実施例に適用される場合、第1の機能層61a、71aは、第2の機能層81bを透明導電層33上に同一の工程で形成されることができる。
【0107】
図9は、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための断面図である。ここで、
図9は、
図1のC―C線に対応する断面図である。
【0108】
図9を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、上述した各発光ダイオードチップとほぼ類似するが、半導体積層構造体30に複数の貫通ホール30aが形成されるのではなく、ライン形状の各グルーブが形成される点において差がある。前記各グルーブは、第1の導電型半導体層25を露出させ、第1の電極延長部37aは、前記各グルーブ内で第1の導電型半導体層25に接続する。一方、絶縁物質で形成されたドットパターンが前記第1の導電型半導体層25と第1の電極延長部37aとの間に位置し、第1の電極延長部37aを部分的に第1の導電型半導体層25から離隔させる。
【0109】
前記ドットパターンにより、第1の電極延長部37aが第1の導電型半導体層25に連続的に接続せず、互いに離隔した複数のドット領域で接続するので、第1の電極延長部37aの周囲に電流が集中することを緩和することができる。
【0110】
図10は、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための断面図である。
【0111】
図10を参照すると、第1の電極延長部37aは、複数のドット領域37bを介して第1の導電型半導体層25に接続する。前記複数のドット領域37bは、例えば、
図1及び
図2を参照して説明した発光ダイオードチップにおいて、第1の電極延長部37aが複数の貫通ホール30a内で第1の導電型半導体層25に接続する各領域に対応したり、又は、
図9を参照して説明した発光ダイオードチップにおいて、第1の電極延長部37aが各グルーブ内で第1の導電型半導体層25に接続する各領域に対応し得る。
【0112】
また、第2の電極延長部39aが複数のドット領域39bで透明導電層33を通して第2の導電型半導体層29に接続する。前記複数のドット領域39bは、例えば、
図7を参照して説明した発光ダイオードチップにおいて、第2の電極延長部39aが第2の機能層71bの各ドット間における透明導電層33に接続する各領域に対応したり、又は、
図8を参照して説明した発光ダイオードチップにおいて、第2の電極延長部39aが第2の機能層81bの各ドット間における透明導電層33に接続する各領域に対応し得る。
【0113】
前記各ドット領域37b、39bの大きさは互いに異なり得る。また、これらの大きさを調節することによって、発光ダイオードチップの電流分散特性を改善することができる。各ドット領域37bの大きさは、各貫通ホール30aの大きさ又はドットパターン(
図9の91a)の大きさを調節して制御することができ、各ドット領域39bの大きさは、第2の機能層71b又は81bの大きさを調節して制御することができる。
【0114】
例えば、第1の電極延長部37a内の各ドット領域37bは、第2の電極パッド39よりも第1の電極パッド37に近い第1のドット領域と、第1の電極パッドよりも第2の電極パッドに近い第2のドット領域とに区分することができる。前記第1のドット領域の大きさは、第1の電極パッド37から遠ざかるほど増加し、第2のドット領域の大きさは、第1の電極パッド37から遠ざかるほど減少し得る。
【0115】
また、第2の電極延長部39a内の各ドット領域39bは、第1の電極パッド37よりも第2の電極パッド39に近い第3のドット領域と、第2の電極パッドよりも第1の電極パッドに近い第4のドット領域とに区分することができる。前記第3のドット領域の大きさは、第2の電極パッド39から遠ざかるほど増加し、第4のドット領域の大きさは、第2の電極パッド39から遠ざかるほど減少し得る。
【0116】
一般に、第1の電極パッド37又は第2の電極パッド39の周囲で電流が集中しやすいので、これら電極パッド37、39に近い領域では小さいドット領域を形成し、各電極パッドから遠い領域では相対的に大きいドット領域を形成することによって電流分散性能を強化することができる。
【0117】
さらに、第1の電極パッド37と第2の電極パッド39を横切る線から遠く離れるほど各ドット領域の大きさを増加させることによって、発光ダイオードチップの中心領域に電流が集中することを防止することができる。
【0118】
図11は、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための概略的な平面図で、
図12a、
図12b、
図12c及び
図12dは、それぞれ
図11のA―A、B―B、C―C及びD―D線断面図である。
【0119】
図11、
図12a、
図12b、
図12c及び
図12dを参照すると、前記発光ダイオードチップは、半導体積層構造体30、複数のメサ構造体M1、M2、分離領域SR、第1の電極パッド37、第2の電極パッド39、第1の電極延長部37a、37b、37c、第2の電極延長部39a及び保護絶縁層35を含むことができる。また、前記発光ダイオードチップは、基板21、バッファー層23、第1の機能層31a、第2の機能層31b、透明導電層33、下部反射器45及び金属層47を含むことができる。一方、前記半導体積層構造体30は、第1の導電型半導体層25、活性層27及び第2の導電型半導体層29を含む。
【0120】
前記基板21、第1の導電型半導体層25、活性層27及び第2の導電型半導体層29は、
図1、
図2a、
図2b及び
図2cを参照して説明した発光ダイオードチップと類似するので、重複を避けるために詳細な説明は省略する。
【0121】
一方、前記半導体積層構造体30は、分離領域SRによって分離された複数のメサ構造体M1、M2を含む。前記メサ構造体M1、M2は、それぞれ前記第2の導電型半導体層29、及び前記第1の導電型半導体層25と前記第2の導電型半導体層29との間に介在した活性層27を含む。すなわち、前記第2の導電型半導体層29及び活性層27が分離領域SRによって分割されることによって複数のメサ構造体M1、M2が形成される。前記分離領域SRにおいて、第1の導電型半導体層25の上部面が露出する。
【0122】
前記複数のメサ構造体M1、M2は、互いに同一の形状を有することができる。例えば、
図11に示したように、二つのメサ構造体M1、M2は、分離領域SRに対して対称構造を有することができる。本実施例において、二つのメサ構造体M1、M2が例示されているが、本発明がこれに限定されることはなく、二つ以上のメサ構造体を含むこともできる。
【0123】
一方、前記メサ構造体M1、M2は、それぞれ第2の導電型半導体層29及び活性層27を貫通して第1の導電型半導体層25を露出させる複数の貫通ホール30aを有する。前記複数の貫通ホール30aは、
図11に示したように、第1の電極延長部37aに沿って線形に配列される。
【0124】
一方、前記第2の導電型半導体層29上に透明導電層33を位置させることができる。透明導電層33は、ITOなどの透明酸化物又はNi/Auで形成することができ、第2の導電型半導体層29にオーミック接触する。
【0125】
一方、
図12aに示したように、第1の電極パッド37は、半導体積層構造体30の第2の導電型半導体層29上に位置する。前記第1の電極パッド37は、メサ構造体M1、M2上にそれぞれ位置する複数の電極パッド37を含むことができる。これら電極パッドは、例えば、電極延長部37cを通じて互いに導通することができる。一方、前記第1の電極パッド37から第1の電極延長部37aが延長される。前記第1の電極パッド37は、半導体積層構造体30から絶縁され、第1の電極延長部37aを通して第1の導電型半導体層25に電気的に接続する。前記第1の電極延長部37aは、複数の貫通ホール30aを介して露出した第1の導電型半導体層25に接続される。
【0126】
一方、前記分離領域SRに露出した第1の導電型半導体層25上に第1の電極延長部37bを接続することができる。第1の電極延長部37bは第1の電極パッド37に電気的に接続される。
【0127】
図12dに示したように、分離領域SRによって第1の導電型半導体層25が露出し、第1の電極延長部37bは、前記分離領域SR内で第1の導電型半導体層25に接続する。一方、絶縁物質で形成されたドットパターン31cが前記第1の導電型半導体層25と第1の電極延長部37bとの間に位置し、第1の電極延長部37bを部分的に第1の導電型半導体層25から離隔させる。前記ドットパターン31cにより、第1の電極延長部37bが第1の導電型半導体層25に連続的に接続することが妨げられ、互いに離隔した複数のドット領域において接続するので、第1の電極延長部37bの周囲に電流が集中することを緩和することができる。
【0128】
一方、第2の電極パッド39は透明導電層33上に位置させることができる。前記第2の電極パッド39は、各メサ構造体M1、M2上にそれぞれ位置する複数の電極パッド39を含むことができる。また、前記第2の電極パッド39から第2の電極延長部39aを延長させることができる。前記第2の電極パッド39及び第2の電極延長部39aは透明導電層33に接続することができる。
【0129】
一方、保護絶縁層35は、半導体積層構造体30の上部に位置して半導体積層構造体30を覆う。前記保護絶縁層35は透明導電層33を覆うことができる。さらに、前記保護絶縁層35は、第1の電極パッド37と第2の導電型半導体層29との間に介在し、第1の電極パッド37を第2の導電型半導体層29から離隔させることができ、また、第1の電極延長部37aと第2の導電型半導体層29との間に介在し、第1の電極延長部37aを第2の導電型半導体層29から離隔させることができる。また、前記保護絶縁層35は、前記複数の貫通ホール30aの側壁を覆い、前記側壁から第1の電極延長部37aを絶縁させる。また、前記保護絶縁層35は、前記第1の電極延長部37bを第2の導電型半導体層29から離隔させることができる。
【0130】
一方、第1の機能層31aは、ドットパターン形態で前記第1の電極パッド37及び第1の電極延長部37aの下側で前記保護絶縁層35と第2の導電型半導体層29との間に介在させることができる。また、第2の機能層31bは、透明導電層33と第2の導電型半導体層29との間に位置させることができる。前記第1の機能層31a及び第2の機能層31bは、
図1、
図2a、
図2b及び
図2cを参照して説明した第1の機能層31a及び第2の機能層31bと類似するので、これについての詳細な説明は省略する。前記第2の機能層31bは、第1の機能層31aと同一の物質で形成することができ、上述したドットパターン31cも、これら機能層31a、31bと同一の物質で形成することができる。
【0131】
一方、前記下部反射器45を基板21の下側に位置させ、金属層47を前記下部反射器45の下側に位置させることができる。前記下部反射器45及び金属層47は、
図1、
図2a、
図2b及び
図2cを参照して説明した下部反射器45及び金属層47と類似するので、これについての詳細な説明は省略する。
【0132】
本実施例によると、複数のメサ構造体M1、M2は、互いに分離されて第1の導電型半導体層25上に位置する。従って、高電流下で発光ダイオードチップを駆動する場合、電流は各メサ構造体M1、M2に分散されて流れる。従って、半導体積層構造体30の特定位置への電流集中によって外部量子効率が減少することを防止することができる。特に、一つのメサ構造体に欠陥があったとしても、このような欠陥を通して高電流が流れることを緩和することができ、大面積の発光ダイオードチップの外部量子効率の減少を防止することができる。
【0133】
以下では、前記発光ダイオードチップを製造する方法を簡略に説明する。
まず、基板21上に各エピタキシャル層25、27、29が成長される。各エピタキシャル層を成長させる前にバッファー層23を形成することができる。続いて、第2の導電型半導体層29及び活性層27をパターニングし、複数のメサ構造体M1、M2を有する半導体積層構造体30を形成する。このとき、前記複数の貫通ホール30aが共に形成され、分離領域SRが形成されることによって各メサ構造体M1、M2が分離される。
【0134】
その後、前記第2の導電型半導体層29上に第1の機能層31a及び第2の機能層31bを形成する。また、ドットパターン31cを共に形成することができる。また、前記第1の機能層31aはドットパターンで形成することができ、第1の電極パッド37が形成される領域と、複数の貫通ホール30a間の各領域の第2の導電型半導体層29上に形成される。第2の機能層31bは、第2の電極パッド39及び第2の電極延長部39aが形成される領域に沿って形成される。前記ドットパターン31cは、分離領域SRに露出した第1の導電型半導体層25上に形成される。前記第1の機能層31a及び第2の機能層31bは、絶縁物質又は反射物質で共に形成することができ、また、分布ブラッグ反射器に形成することができる。第1及び第2の機能層31a、31bは、前記メサ構造の半導体積層構造体30を形成する前に予め形成することもできる。
【0135】
その後、前記第2の導電型半導体層29上には、前記第2の機能層31bを覆って第2の導電型半導体層29に接続する透明導電層33が形成される。このとき、前記第1の機能層31aは、透明導電層33で覆われずに露出する。
【0136】
その後、前記透明導電層33、第1の機能層31a及び複数の貫通ホール30aを覆う保護絶縁層35が形成される。一方、複数の貫通ホール30a内の保護絶縁層35がエッチングされることによって第1の導電型半導体層25が露出する。併せて、前記第2の機能層31bの上部の保護絶縁層35がエッチングされることによって透明導電層33が露出する。また、前記保護絶縁層35は、分離領域SRの両側に位置する各メサ構造体M1、M2の側壁を覆うことができる。
【0137】
続いて、第1の電極パッド37、第2の電極パッド39、第1の電極延長部37a、37b、37c及び第2の電極延長部39aが形成される。第1の電極パッド37は、保護絶縁層35上に形成され、第1の機能層31aの上部に形成される。一方、第1の電極延長部37aは、ライン形状に配列された複数の貫通ホール30aを覆って第1の導電型半導体層25に接続する。一方、第1の電極延長部37bは、分離領域SR内に形成され、前記ドットパターン31cを覆う。前記第1の電極延長部37a、37bは、第1の電極延長部37cを通して第1の電極パッド37に導通することができ、また、複数の第1の電極パッドがそれぞれ各メサ構造体M1、Mの2上に位置し、これら第1の電極パッド37を第1の電極延長部37cを通して互いに電気的に接続することができる。前記第1の電極延長部37cは、メサ構造体M1、M2の縁部に配置することができ、この場合、第1の電極延長部37cも第1の導電型半導体層25に部分的に接続することができる。第1の電極延長部37cは、各貫通ホール30aの代わりに、メサ構造体M1、M2の縁部で第2の導電型半導体層29及び活性層27が除去された各部分において第1の導電型半導体層に接続することができる。すなわち、第1の電極延長部37cが第1の導電型半導体層25に接続する貫通ホール30aの部分は、メサ構造体M1、M2の外部に開放された形状を有することができる。
【0138】
また、第2の電極パッド39及び第2の電極延長部39aは、透明導電層33上に形成され、第2の機能層31bの上部に形成される。
【0139】
その後、前記基板21の下部に下部反射器45及び金属層47を形成した後、前記基板21を個別的な発光ダイオードチップに分割することによって発光ダイオードチップが完成する。
【0140】
本実施例において、ドットパターン31cが第1の機能層31a及び第2の機能層31bと同一の工程によって形成される場合を説明したが、ドットパターン31cは省略することもできる。この場合、分離領域SRを覆う保護絶縁層31cを形成した後、分離領域SR内の保護絶縁層35を部分的にエッチングし、第1の導電型半導体層25を露出させる複数の開口部を形成することによって、第1の導電型半導体層25から第1の電極延長部37bを部分的に離隔させる絶縁パターンを形成することができる。
【0141】
図13は、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための概略的な平面図で、
図14a、
図14b、
図14c及び
図14dは、それぞれ
図13のA―A、B―B、C―C及びD―D線断面図である。
図13、
図14a、
図14b、
図14c及び
図14dを参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、上述した
図11、
図12a、
図12b、
図12c及び
図12dを参照して説明した発光ダイオードチップとほぼ類似するので、重複を避けるために同一の事項についての詳細な説明は省略し、相違点について詳細に説明する。
【0142】
まず、
図14aに示したように、第1の電極パッド37は、第1の機能層51a上に直接位置する。すなわち、第1の電極パッド37と第1の機能層51aとの間の保護絶縁層35は除去される。また、第1の電極延長部37aと半導体積層構造体30との間の保護絶縁層35も除去される。ここで、前記第1の機能層51aは絶縁物質で形成し、さらに、分布ブラッグ反射器に形成することができる。第2の機能層31bも、第1の機能層51aと同一の物質で同一の工程によって形成することができる。
【0143】
一方、複数の貫通ホール30a内で、前記第1の電極延長部37aは、前記第1の機能層51aによって各貫通ホール30a内の側壁から離隔される。すなわち、複数の貫通ホール30a間の各領域における第2の導電型半導体層29上に位置する第1の機能層51aは、複数の貫通ホール30a内に延長されて当該貫通ホール30a内の側壁を覆う。一方、前記側壁のうち一部、すなわち、複数の貫通ホール30a内で前記第1の電極延長部37aの両側に位置する各側壁は保護絶縁層35で覆うことができる。
【0144】
以前の実施例では、保護絶縁層35に形成される各開口部が透明導電層33を露出させる領域と、複数の貫通ホール30a及び分離領域SR内の第1の導電型半導体層25を露出させる各領域とを含む。これらのうち、透明導電層33を露出させる領域は、第2の電極パッド39及び第2の電極延長部39aが形成される領域に対応するが、第1の導電型半導体層25を露出させる各領域は、第1の電極パッド37及び第1の電極延長部37a、37bに対応しない。従って、第1及び第2の電極パッド37、39と第1及び第2の電極延長部37a、37b、37c、39aをリフトオフ技術を用いて同時に形成する場合、まず、保護絶縁層35にフォトマスクを使用して開口部パターンを形成した後、他のフォトマスクを用いて第1及び第2の電極パッド37、39と第1及び第2の電極延長部37a、37b、37c、39aを形成するようになる。
【0145】
しかし、本実施例によると、第1及び第2の電極パット37、39と第1及び第2の電極延長部37a、37b、37c、39aの形状が、保護絶縁層35に形成される開口部パターンに対応するので、保護絶縁層35をパターニングするためのフォトマスクと同一のフォトマスクを用いて第1及び第2の電極パッド37、39と第1及び第2の電極延長部37a、37b、37c、39aを形成することができる。さらに、保護絶縁層35にフォトレジストを使用して開口部パターンを形成した後、連続的に前記フォトレジストを用いて第1及び第2の電極パッド37、39と第1及び第2の電極延長部37a、37b、37c、39aを形成することもできる。その結果、発光ダイオードチップの製造に必要なフォトマスクの数を減少させることができ、さらに、フォトレジストパターンを形成するための写真及び現像工程数を減少させることができる。
【0146】
図15a、
図15b及び
図15cは、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための断面図である。ここで、各図面は、
図11のA―A、B―B及びC―C線断面図に対応する。また、本実施例において、
図11のD―D線断面図は本実施例の対応断面図と同一であるので、これについての図面は省略する。
【0147】
図15a、
図15b及び
図15cを参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、以前の
図11及び
図12を参照して説明した発光ダイオードチップとほぼ類似するが、透明導電層33が第1の電極パッド37と第2の導電型半導体層29との間の領域、及び第1の電極延長部37aと第2の導電型半導体層29との間の領域に延長されている点において差がある。透明導電層33は、第1の電極延長部37cと第2の導電型半導体層29との間の領域にも延長することができる。
【0148】
すなわち、
図11の実施例では、第1の電極パッド37と第1の電極延長部37a、37cの下側における第2の導電型半導体層29上には透明導電層33が形成されないが、本実施例では、この領域にも透明導電層33が位置する。透明導電層33が第1の電極パッド37と第1の電極延長部37a、37cの下側の第2の導電型半導体層29に接続するので、これら領域でも電流を半導体積層構造体30内に供給することができる。
【0149】
前記第1の電極パッド37及び第1の電極延長部37a、37cは、保護絶縁層35によって透明導電層33から絶縁され、さらに、前記保護絶縁層35と透明導電層33との間に第1の機能層61aを位置させることができる。
【0150】
本実施例において、第1の機能層61aと第2の機能層31bは別個の工程によって形成される。すなわち、第2の機能層31bを覆うように透明導電層33が形成された後、前記透明導電層33上に再び第1の機能層61aが形成される。
【0151】
図16a、
図16b及び
図16cは、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための断面図である。ここで、各図面は、
図13のA―A、B―B及びC―C線断面図に対応する。また、本実施例において、
図13のD―D線断面図は本実施例の対応断面図と同一であるので、これについての図面は省略する。
【0152】
図16a、
図16b及び
図16cを参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、以前の
図13及び
図14を参照して説明した発光ダイオードチップとほぼ類似するが、透明導電層33が第1の電極パッド37と第2の導電型半導体層29との間の領域、及び第1の電極延長部37aと第2の導電型半導体層29との間の領域に延長されている点において差がある。透明導電層33は、第1の電極延長部37cと第2の導電型半導体層29との間の領域にも延長することができる。
【0153】
すなわち、
図13の実施例では、第1の電極パッド37と第1の電極延長部37a、37cの下側における第2の導電型半導体層29上には透明導電層33が形成されないが、本実施例では、この領域にも透明導電層33が位置する。透明導電層33が第1の電極パッド37と第1の電極延長部37a、37cの下側において第2の導電型半導体層29に接続するので、これら領域でも電流を半導体積層構造体30内に供給することができる。
【0154】
前記第1の電極パッド37及び第1の電極延長部37a、37cは、第1の機能層71aによって透明導電層33から絶縁される。
【0155】
本実施例において、第1の機能層71aと第2の機能層31bは別個の工程によって形成される。すなわち、第2の機能層31bを覆うように透明導電層33が形成された後、前記透明導電層33上に再び第1の機能層71aが形成される。
【0156】
図17は、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための断面図である。
【0157】
図17を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、
図11及び
図12を参照して説明した発光ダイオードチップとほぼ類似するが、第2の機能層71bが第2の電極パッド39と第2の電極延長部39aに沿ってドットパターンで配列された点において差がある。
【0158】
すなわち、第2の機能層71bは、連続的なライン形状ではなく、ドットパターンで配列されている。一方、透明導電層33が前記第2の機能層71bを覆い、各ドット間の領域でも第2の導電型半導体層29に接続される。
【0159】
第2の機能層71bをドットパターンで配列したことは、
図11及び
図12の実施例に限定されるものではなく、
図13及び
図14の実施例、
図15の実施例及び
図16の実施例にも適用可能である。
【0160】
図18は、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための断面図である。
【0161】
図18を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、
図11及び
図12を参照して説明した発光ダイオードチップとほぼ類似するが、第2の機能層81bが透明導電層33上に第2の電極パッド39と第2の電極延長部39aに沿ってドットパターンで配列された点において差がある。
【0162】
すなわち、第2の機能層81bは、透明導電層33と第2の電極パッド39との間及び透明導電層33と第2の電極延長部39aとの間でドットパターンで配列されている。前記第2の電極延長部39aは、各ドット間の領域で透明導電層33に接続する。
【0163】
本実施例に係る第2の機能層81bは、
図11及び
図12の実施例に限定されるものではなく、
図13及び
図14の実施例、
図15の実施例及び
図16の実施例にも適用可能である。さらに、
図15及び
図16の各実施例に適用される場合、第1の機能層61a、71aと第2の機能層81bを透明導電層33上に同一の工程で形成することができる。
【0164】
図19は、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードチップを説明するための概略的な平面図である。
【0165】
図19(a)を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、以前の各実施例と異なって、第1の電極パッド37が互いに電気的に分離されている。すなわち、以前の各実施例では、各メサ構造体M1、M2上にそれぞれ位置する第1の電極パッド37が第1の電極延長部37cによって電気的に接続されているが、本実施例では、第1の電極パッド37が互いに電気的に分離されている。
【0166】
図19(b)を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードチップは、以前の各実施例と異なって、第1の電極パッド37の一部が分離領域SR内に位置する。第1の電極パッド37の残りの部分は各メサ構造体M1、M2上に位置する。本実施例において、二つのメサ構造体M1、M2が第1の電極パッド37を共有することができ、その結果、第1の電極パッド37の個数を減少させることができる。また、分離領域SR内の第1の電極延長部37bは第1の電極パッド37に直接導通することができる。
【0167】
2つ以上の複数のメサ構造体M1、M2を含む多様な実施例及び変形例も可能である。これら各メサ構造体上にそれぞれ第1の電極パッド及び第2の電極パッドが位置し、第1の電極パッドは互いに電気的に接続又は分離することができ、また、第2の電極パッドも互いに電気的に接続又は分離することができる。
【0168】
図20は、複数のメサ構造体の採択による発光特性向上を説明するために実際に測定した発光パターンを例示する平面図である。ここで、
図20(a)は、単一のメサ構造体に第1の電極延長部及び第2の電極延長部を形成した発光ダイオードチップの発光パターンを示し、
図20(b)は、分離領域SRによって二つの領域に完全に分離された各メサ構造体M1、M2を有する発光ダイオードチップ(実施例)の発光パターンを示す。また、赤色に近いほど光放出の多い領域を示し、青色に近いほど光放出の少ない領域を示し、黒色は光放出のない領域を示す。
【0169】
図20(a)の発光ダイオードチップは、分離されていない単一のメサ構造体を有し、
図20(b)の発光ダイオードチップは、各メサ構造体が分離領域SRによって分離されている。各電極パッド37、39及び各電極延長部37a、37bは、これら発光ダイオードチップに類似する形で配置されているが、二つのメサ構造体M1、M2に分離した
図20(b)の発光ダイオードチップが、
図20(a)の発光ダイオードチップに比べてより広い領域で均一な発光パターンを示し、また、より多くの光を放出することを確認することができる。