知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-13
(54)【発明の名称】発光素子およびそれを有するＬＥＤディスプレイ装置
(51)【国際特許分類】
H01L 33/38 20100101AFI20230306BHJP
H01L 33/08 20100101ALI20230306BHJP
H01L 33/40 20100101ALI20230306BHJP
【ＦＩ】
H01L33/38
H01L33/08
H01L33/40
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022540346
(86)(22)【出願日】2020-12-28
(85)【翻訳文提出日】2022-06-28
(86)【国際出願番号】 KR2020019198
(87)【国際公開番号】W WO2021133140
(87)【国際公開日】2021-07-01
(31)【優先権主張番号】62/954,406
(32)【優先日】2019-12-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/000,044
(32)【優先日】2020-03-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/133,623
(32)【優先日】2020-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】506029004
【氏名又は名称】ソウル バイオシス カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＳＥＯＵＬ ＶＩＯＳＹＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】６５－１６，Ｓａｎｄａｎ－ｒｏ １６３ Ｂｅｏｎ－ｇｉｌ，Ｄａｎｗｏｎ－ｇｕ，Ａｎｓａｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ジョン・ミン・ジャン
(72)【発明者】
【氏名】スン・ヒュン・イ
(72)【発明者】
【氏名】チャン・ヨン・キム
【テーマコード（参考）】
5F241
【Ｆターム（参考）】
5F241AA42
5F241AA46
5F241CA05
5F241CA13
5F241CA36
5F241CA37
5F241CA38
5F241CA40
5F241CA65
5F241CA66
5F241CA74
5F241CA84
5F241CA88
5F241CA93
5F241CA98
5F241CB22
5F241CB28
(57)【要約】
発光素子を提供し、この発光素子は、第１の発光スタック；前記第１の発光スタック下部に配置された第２の発光スタック；前記第２の発光スタック下部に配置された第３の発光スタック；前記第１の発光スタック上部に配置され、前記第１～第３の発光スタックに電気的に連結された第１～第４の連結電極；および前記第１～第４の連結電極上面に配置されたボンディング金属層を含むが、前記第１～第４の連結電極は、それぞれ上面に溝を含み、前記ボンディング金属層はそれぞれ前記第１～第４の連結電極の溝を覆う。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の発光スタック；前記第１の発光スタック下部に配置された第２の発光スタック；
前記第２の発光スタック下部に配置された第３の発光スタック；
前記第１の発光スタック上部に配置され、前記第１～第３の発光スタックに電気的に連結された第１～第４の連結電極；及び
前記第１～第４の連結電極上面に配置されたボンディング金属層を含み、
前記第１～第４の連結電極は、それぞれ上面に溝を含み、
前記ボンディング金属層はそれぞれ前記第１～第４の連結電極の溝を覆う、発光素子。
【請求項2】
前記ボンディング金属層と前記連結電極の間に配置された障壁層をさらに含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項3】
前記ボンディング金属層は、前記連結電極上面の溝と一緒に、前記溝周囲の前記連結電極上面を少なくとも部分的に覆う、請求項１に記載の発光素子。
【請求項4】
前記連結電極はＣｕを含み、前記ボンディング金属層はＡｕを含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項5】
前記第１の発光スタックは、前記第１の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結され、前記第２の発光スタックは、前記第２の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結され、
前記第３の発光スタックは、前記第３の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結された、請求項１に記載の発光素子。
【請求項6】
前記第１～第３の連結電極は、それぞれ第１～第３の発光スタックの第２の導電型半導体層に電気的に連結され、前記第４の連結電極は、前記第１～第３の発光スタックの第１の導電型半導体層に電気的に連結された、請求項５に記載の発光素子。
【請求項7】
前記第１～第４の連結電極は、第３の発光スタックの第１の導電型半導体層上部領域内に配置された、請求項６に記載の発光素子。
【請求項8】
前記第１の連結電極を前記第１の発光スタックに電気的に連結する第１のパッド；前記第２の連結電極を前記第２の発光スタックに電気的に連結する第２のパッド；
前記第３の連結電極を前記第３の発光スタックに電気的に連結する第３のパッド；及び
前記第４の連結電極を前記第１～第３の発光スタックに電気的に連結する第４のパッドをさらに含む、請求項６に記載の発光素子。
【請求項9】
前記第１の発光スタックの第２の導電型半導体層に接触する第１の下部コンタクト電極；前記第２の発光スタックの第２の導電型半導体層に接触する第２の下部コンタクト電極；及び
前記第３の発光スタックの第２の導電型半導体層に接触する第３の下部コンタクト電極をさらに含み、
前記第１～第３のパッドは、それぞれ前記第１～第３の下部コンタクト電極に接続されている、請求項８に記載の発光素子。
【請求項10】
前記第１の発光スタックの第１の導電型半導体層にオーミック接触する第１の上部コンタクト電極をさらに含み、前記第１の発光スタックの第１の導電型半導体層は、リセスされた領域を有し、
前記第１の上部コンタクト電極は、前記リセスされた領域を覆う、請求項９に記載の発光素子。
【請求項11】
前記第４のパッドは、前記第１の上部コンタクト電極に接続する、請求項１０に記載の発光素子。
【請求項12】
ボンディングパッドを有するディスプレイ基板；及び前記ディスプレイ基板上に配置された発光素子を含むみ、
前記発光素子は、それぞれ、
第１の発光スタック；
前記第１の発光スタック下部に配置された第２の発光スタック；
前記第２の発光スタック下部に配置された第３の発光スタック；
前記第１の発光スタック上部に配置され、前記第１～第３の発光スタックに電気的に連結された第１～第４の連結電極；及び
前記第１～第４の連結電極上面に配置されたボンディング金属層を含み、
前記第１～第４の連結電極は、それぞれ上面に溝を含み、
前記ボンディング金属層はそれぞれ前記第１～第４の連結電極の溝を覆い、
前記ボンディング金属層が前記ボンディングパッドに共晶ボンディングされている、ディスプレイ装置。
【請求項13】
前記共晶ボンディングは、ＡｕとＩｎ又はＡｕとＳｎの共晶ボンディングである、請求項１２に記載のディスプレイ装置。
【請求項14】
前記連結電極はＣｕを含み、前記ボンディング金属層はＡｕを含む、請求項１３に記載のディスプレイ装置。
【請求項15】
前記発光素子は、前記ボンディング金属層と前記連結電極の間に配置された障壁層をさらに含む、請求項１２に記載のディスプレイ装置。
【請求項16】
前記ボンディング金属層は、前記連結電極上面の溝と一緒に、前記溝周囲の前記連結電極上面を少なくとも部分的に覆う、請求項１２に記載のディスプレイ装置。
【請求項17】
前記第１の発光スタックは、前記第１の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結され、前記第２の発光スタックは、前記第２の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結され、
前記第３の発光スタックは、前記第３の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結された、請求項１２に記載のディスプレイ装置。
【請求項18】
前記第１～第３の連結電極は、それぞれ第１～第３の発光スタックの第２の導電型半導体層に電気的に連結され、前記第４の連結電極は、前記第１～第３の発光スタックの第１の導電型半導体層に電気的に連結された、請求項１７に記載のディスプレイ装置。
【請求項19】
前記第１～第４の連結電極は、第３の発光スタックの第１の導電型半導体層上部領域内に配置された、請求項１８に記載のディスプレイ装置。
【請求項20】
前記発光素子は、前記第１の連結電極を前記第１の発光スタックに電気的に連結する第１のパッド；
前記第２の連結電極を前記第２の発光スタックに電気的に連結する第２のパッド；
前記第３の連結電極を前記第３の発光スタックに電気的に連結する第３のパッド；及び
前記第４の連結電極を前記第１～第３の発光スタックに電気的に連結する第４のパッドをさらに含む、請求項１８に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光素子およびそれを有するＬＥＤディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオードは、無機光源として、ディスプレイ装置、車両用ランプ、一般照明のような様々な分野に多様に用いられている。発光ダイオードは、寿命が長く、且つ消費電力が低く、応答速度が速いという長所があるため、既存の光源を速い速度で置き換えている。
【0003】
従来の発光ダイオードは、ディスプレイ装置においてバックライト光源として主に使用されて来た。しかし、近年、発光ダイオードを用いて直接イメージを具現するＬＥＤディスプレイが開発されている。
【0004】
ディスプレイ装置は、一般に、青色、緑色および赤色の混合色を用いて多様な色を具現する。ディスプレイ装置は、多様なイメージを具現するために複数のピクセルを含み、各ピクセルは、青色、緑色および赤色のサブピクセルを備え、これらサブピクセルの色を通じて特定ピクセルの色が決められ、これらピクセルの組合せによってイメージが具現される。
【0005】
ＬＥＤは、その材料によって多様な色の光を放出することができ、青色、緑色および赤色を放出する個別発光素子を二次元平面上に配列してディスプレイ装置を提供できる。しかし、各サブピクセルに一つの発光素子を配列する場合、発光素子の個数が多くなるため実装工程に多くの時間がかかる。
【0006】
一方、発光素子は、一般に表面実装技術を用いて回路基板等に実装されて来た。表面実装技術は、はんだペーストを用いて発光素子を回路基板上にボンディングする技術である。しかし、マイクロＬＥＤと呼ばれる極めて小さい発光素子は、バンプパッド間の間隔が極めて小さいため、従来の表面実装技術を用いた実装には適さない。よって、極めて小さい発光素子の実装に適した新たな技術が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
例示的な実施例では、実装工程時間を短縮できる発光素子およびディスプレイ装置を提供する。
【0008】
例示的な実施例では、電気的な測定のためのプロービングおよび実装に適した発光素子およびそれを有するディスプレイ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
例示的な実施例では、発光素子を提供し、この発光素子は、第１の発光スタック；前記第１の発光スタック下部に配置された第２の発光スタック；前記第２の発光スタック下部に配置された第３の発光スタック；前記第１の発光スタック上部に配置され、前記第１～第３の発光スタックに電気的に連結された第１～第４の連結電極；および前記第１～第４の連結電極上面に配置されたボンディング金属層を含むが、前記第１～第４の連結電極は、それぞれ上面に溝を含み、前記ボンディング金属層はそれぞれ前記第１～第４の連結電極の溝を覆う。
【0010】
例示的な実施例では、ディスプレイ装置を提供するが、このディスプレイ装置はボンディングパッドを有するディスプレイ基板、および前記ディスプレイ基板上に配置された発光素子を含み、前記発光素子は、それぞれ、第１の発光スタック；前記第１の発光スタック下部に配置された第２の発光スタック；前記第２の発光スタック下部に配置された第３の発光スタック；前記第１の発光スタック上部に配置され、前記第１～第３の発光スタックに電気的に連結された第１～第４の連結電極；および前記第１～第４の連結電極上面に配置されたボンディング金属層を含み、前記第１～第４の連結電極は、それぞれ上面に溝を含み、前記ボンディング金属層はそれぞれ前記第１～第４の連結電極の溝を覆い、前記ボンディング金属層が前記ボンディングパッドに共晶ボンディングされる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図3B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図3C】図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図4B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図4C】図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図5B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図5C】図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図6B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図6C】図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図7B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図7C】図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図8B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図8C】図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図9B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図9C】図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図10B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図10C】図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図11B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図11C】図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図12B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図12C】図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図13B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図13C】図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図14B】図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂは、それぞれ図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａの切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付の図面を参照して本開示の実施例を詳しく説明する。次に紹介する実施例は、本開示の属する技術分野の通常の技術者に本開示の思想が十分に伝わるようにするために例として提供するものである。よって、本開示は以下で説明する実施例に限定されるのではなく、他の形態に具体化することもできる。そして、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さ等は便宜のために誇張して表現する場合もある。また、一つの構成要素が他の構成要素の「上部に」又は「上に」あると記載されている場合は、各部分が他の部分の「真上部」又は「真上に」ある場合だけでなく、各構成要素と他の構成要素間にまた別の構成要素が介在する場合も含む。明細書全体に亘って、同じ参照番号は同じ構成要素を表す。
【0013】
例示的な実施例では、発光素子を提供し、この発光素子は、第１の発光スタック；前記第１の発光スタック下部に配置された第２の発光スタック；前記第２の発光スタック下部に配置された第３の発光スタック；前記第１の発光スタック上部に配置され、前記第１～第３の発光スタックに電気的に連結された第１～第４の連結電極；および前記第１～第４の連結電極上面に配置されたボンディング金属層を含むが、前記第１～第４の連結電極は、それぞれ上面に溝を含み、前記ボンディング金属層はそれぞれ前記第１～第４の連結電極の溝を覆う。
【0014】
第１～第３の発光スタックが積層された構造を有する発光素子を提供することにより、実装工程時間を短縮することができる。さらに、連結電極と一緒にボンディング金属層を採択することにより、電気的な測定のためのプロービングおよび実装に適した発光素子を提供することができる。
【0015】
前記発光素子は、前記ボンディング金属層と前記連結電極間に配置された障壁層をさらに含むことができる。
【0016】
一実施例において、前記ボンディング金属層は前記連結電極上面の溝と一緒に、前記溝周囲の前記連結電極上面を少なくとも部分的に覆うことができる。
【0017】
前記連結電極は、Ｃｕを含むことができ、前記ボンディング金属層はＡｕを含むことができる。
【0018】
前記第１の発光スタックは、前記第１の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結でき、前記第２の発光スタックは前記第２の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結され得、前記第３の発光スタックは前記第３の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結され得る。
【0019】
これにより、第１～第３の発光スタックをそれぞれ独立的に駆動することができる。
【0020】
一実施例において、前記第１～第３の連結電極は、それぞれ第１～第３の発光スタックの第２の導電型半導体層に電気的に連結することができ、前記第４の連結電極は前記第１～第３の発光スタックの第１の導電型半導体層に電気的に連結することができる。
【0021】
一実施例において、前記第１～第４の連結電極は第３の発光スタックの第１の導電型半導体層上部領域内に配置できる。
【0022】
前記発光素子は、前記第１の連結電極を前記第１の発光スタックに電気的に連結する第１のパッド；前記第２の連結電極を前記第２の発光スタックに電気的に連結する第２のパッド；前記第３の連結電極を前記第３の発光スタックに電気的に連結する第３のパッド；および前記第４の連結電極を前記第１～第３の発光スタックに電気的に連結する第４のパッドをさらに含むことができる。第１～第４のパッドを採択することにより、第１～第３の発光スタックと第１～第４の連結電極の電気的連結を容易に具現することができる。
【0023】
前記発光素子は、前記第１の発光スタックの第２の導電型半導体層に接触する第１の下部コンタクト電極；前記第２の発光スタックの第２の導電型半導体層に接触する第２の下部コンタクト電極；および前記第３の発光スタックの第２の導電型半導体層に接触する第３の下部コンタクト電極をさらに含むことができ、前記第１～第３のパッドは、それぞれ前記第１～第３の下部コンタクト電極に接続され得る。
【0024】
第１～第３の下部コンタクト電極を採択することにより、第１～第３の発光スタックに電流を均一に分散させることができる。
【0025】
前記発光素子は、前記第１の発光スタックの第１の導電型半導体層にオーミック接触する第１の上部コンタクト電極をさらに含むことができる。前記第１の発光スタックの第１の導電型半導体層はリセスされた領域を有することができ、前記第１の上部コンタクト電極は、前記リセスされた領域を覆うことができる。
【0026】
一実施例において、前記第４のパッドは、前記第１の上部コンタクト電極に接続することができる。
【0027】
例示的な実施例では、ディスプレイ装置を提供するが、このディスプレイ装置はボンディングパッドを有するディスプレイ基板、および前記ディスプレイ基板上に配置された発光素子を含み、前記発光素子は、それぞれ、第１の発光スタック；前記第１の発光スタック下部に配置された第２の発光スタック；前記第２の発光スタック下部に配置された第３の発光スタック；前記第１の発光スタック上部に配置され、前記第１～第３の発光スタックに電気的に連結された第１～第４の連結電極；および前記第１～第４の連結電極上面に配置されたボンディング金属層を含み、前記第１～第４の連結電極は、それぞれ上面に溝を含み、前記ボンディング金属層はそれぞれ前記第１～第４の連結電極の溝を覆い、前記ボンディング金属層が前記ボンディングパッドに共晶ボンディングされる。
【0028】
一実施例において、前記共晶ボンディングは、ＡｕとＩｎ又はＡｕとＳｎの共晶ボンディングになり得る。
【0029】
一実施例において、前記連結電極は、Ｃｕを含むことができ、前記ボンディング金属層はＡｕを含むことができる。
【0030】
前記発光素子は、前記ボンディング金属層と前記連結電極間に配置された障壁層をさらに含むことができる。
【0031】
一実施例において、前記ボンディング金属層は、前記連結電極上面の溝と一緒に、前記溝周囲の前記連結電極上面を少なくとも部分的に覆うことができる。
【0032】
一実施例において、前記第１の発光スタックは、前記第１の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結でき、前記第２の発光スタックは前記第２の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結され得、前記第３の発光スタックは前記第３の連結電極および第４の連結電極に電気的に連結され得る。
【0033】
前記第１～第３の連結電極は、それぞれ第１～第３の発光スタックの第２の導電型半導体層に電気的に連結され得、前記第４の連結電極は前記第１～第３の発光スタックの第１の導電型半導体層に電気的に連結され得る。
【0034】
一実施例において、前記第１～第４の連結電極は、第３の発光スタックの第１の導電型半導体層上部領域内に配置できる。
【0035】
前記発光素子は、前記第１の連結電極を前記第１の発光スタックに電気的に連結する第１のパッド；前記第２の連結電極を前記第２の発光スタックに電気的に連結する第２のパッド；前記第３の連結電極を前記第３の発光スタックに電気的に連結する第３のパッド；および前記第４の連結電極を前記第１～第３の発光スタックに電気的に連結する第４のパッドをさらに含むことができる。
【0036】
以下、図面を参照して本開示の実施例について具体的に説明する。以下では、発光素子はマイクロ－ＬＥＤを含むことができ、これは当技術分野で知られているように、発光面積が１００００μｍ２以下である。別の実施例において、マイクロ－ＬＥＤは４０００μｍ２以下、さらに２５００μｍ２以下の発光面積を有することができる。
【0037】
【0038】
図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃを参照すると、発光素子１００は発光スタック構造体、前記発光スタック構造体上に形成された第１の連結電極２０ｃｅ、第２の連結電極３０ｃｅ、第３の連結電極４０ｃｅ、および第４の連結電極５０ｃｅを含み、各連結電極上にボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐが配置される。
【0039】
発光素子１００は、基板１１上に配置された第１のＬＥＤサブユニット、第２のＬＥＤサブユニットおよび第３のＬＥＤサブユニットを含むことができる。第１のＬＥＤサブユニットは第１の発光スタック２０を含むことができ、第２のＬＥＤサブユニットは第２の発光スタック３０を含むことができ、第３のＬＥＤサブユニットは第３の発光スタック４０を含むことができる。前記発光スタック構造体は、三つの発光スタック２０，３０，４０を図示するが、本開示が特定個数の発光スタックに制限されるのではない。例えば、幾つかの実施例において、発光スタック構造体は二つ又はより多い数の発光スタックを含むことができる。ここでは、発光素子１００が一実施例に従って三つの発光スタック２０，３０，４０を含むことを例に挙げて説明したものである。
【0040】
基板１１は、光を透過するために光透過絶縁性物質を含むことができる。しかし、幾つかの実施例において、基板１１は特定波長の光のみを透過したり、特定波長の光の一部のみを透過するように半透明または部分的に透明に形成することもできる。基板１１は、第３の発光スタック４０をエピタキシャル成長することができる成長基板、例えばサファイア基板になり得る。但し、基板１１は、サファイア基板に限定されるのではなく、別の多様な透明絶縁物質を含むこともできる。例えば、基板１１はガラス、クォーツ、シリコン、有機ポリマー、又は有機－無機複合材料を含むことができ、例えば、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、又はシリコン基板になり得る。また、基板１１は上面に凹凸を含むことができ、例えば、パターニングされたサファイア基板になり得る。上面に凹凸を含むことにより、基板１１に接した第３の発光スタック４０で生成された光の抽出効率を増加させることができる。基板１１の凹凸は、第１の発光スタック２０および第２の発光スタック３０に比べて第３の発光スタック４０の光度を選択的に増加させるために採択できる。一方、別の実施例において、基板１１は取り除かれてもよい。
【0041】
第１、第２および第３の発光スタック２０，３０，４０は、基板１１に向かって光を放出するように構成される。よって、第１の発光スタック２０から放出された光は、第２および第３の発光スタック３０，４０を通過することができる。一実施例によると、第１、第２、および第３の発光スタック２０，３０，４０は、互いに異なるピーク波長の光を放出することができる。一実施例において、基板１１から遠く離れた発光スタックが基板１１に近い発光スタックに比べてより長波長の光を放出することにより、光の損失を減らすことができる。例えば、第１の発光スタック２０は赤色光を放出し、第２の発光スタック３０は緑色光を放出し、第３の発光スタック４０は青色光を放出することができる。
【0042】
別の実施例において、第１、第２および第３の発光スタック２０，３０，４０の色混合割合を調節するために、第２の発光スタック３０が第３の発光スタック４０よりも短波長の光を放出することができる。これにより、第２の発光スタック３０の光度を減らし、第３の発光スタック４０の光度を増加させることができ、よって、第１、第２および第３の発光スタックから放出される光の光度割合を劇的に変更することができる。例えば、第１の発光スタック２０は赤色光を放出し、第２の発光スタック３０は青色光を放出し、第３の発光スタック４０は緑色光を放出するように構成することができる。これにより、青色光の光度を相対的に減らし、緑色光の光度を相対的に増加させることができ、よって、赤色、緑色および青色の光度割合を３：６：１に近づくように容易に調節できる。さらに、第１、第２および第３の発光スタック２０，３０，４０の発光面積は約１００００μｍ２以下になり得、さらに４０００μｍ２、さらには２５００μｍ２以下になり得る。また、基板１１に近づくように発光面積をより大きくすることができ、緑色光を放出する第３の発光スタック４０を基板１１に最も近く配置することにより、緑色光の光度をより増加させることができる。
【0043】
以下では、第２の発光スタック３０が第３の発光スタック４０よりも短波長の光、例えば、青色光を放出することを例に挙げて説明するが、第２の発光スタック３０が第３の発光スタック４０よりも長波長の光、例えば緑色光を放出できることに留意しなければならない。
【0044】
第１の発光スタック２０は、第１の導電型半導体層２１、活性層２３および第２の導電型半導体層２５を含む。一実施例によると、第１の発光スタック２０は、例えば、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、およびＧａＰのような赤色光を放出する半導体物質を含み得るが、これに限定されるのではない。
【0045】
第１の上部コンタクト電極２１ｎは、第１の導電型半導体層２１上に配置され、第１の導電型半導体層２１とオーミック接触を形成することができる。第１の下部コンタクト電極２５ｐは、第２の導電型半導体層２５の下に配置できる。一実施例によると、第１の導電型半導体層２１の一部は、パターニングされてリセスすることができ、第１の上部コンタクト電極２１ｎは、オーミック接触レベルを増加させるために第１の導電型半導体層２１のリセスされた領域に配置できる。第１の上部コンタクト電極２１ｎは、単一層構造または多重層構造を有し得、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｗ、Ｃｕ、又はこれらの合金、例えば、Ａｕ－Ｔｅ合金またはＡｕ－Ｇｅ合金を含むことができるが、これに限定されるのではない。一実施例において、第１の上部コンタクト電極２１ｎは、約１００ｎｍの厚さを有することができ、基板１１に向かって下方向に光放出効率を増加させるために高反射率を有する金属を含むことができる。
【0046】
第２の発光スタック３０は、第１の導電型半導体層３１、活性層３３、および第２の導電型半導体層３５を含む。一実施例によると、第２の発光スタック３０はＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＺｎＳｅ等のような青色光を放出する半導体物質を含み得るが、これに制限されるのではない。第２の下部コンタクト電極３５ｐは第２の発光スタック３０の第２の導電型半導体層３５の下に配置される。
【0047】
第３の発光スタック４０は、第１の導電型半導体層４１、活性層４３および第２の導電型半導体層４５を含む。一実施例によると、第３の発光スタック４０は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＰ等のような緑色光を放出する半導体物質を含み得る。第３の下部コンタクト電極４５ｐは、第３の発光スタック４０の第２の導電型半導体層４５上に配置される。
【0048】
一実施例によると、第１、第２および第３の発光スタック２０，３０，４０の第１の導電型半導体層２１，３１，４１および第２の導電型半導体層２５，３５，４５のそれぞれは、単一層構造または多重層構造を有し得、幾つかの実施例において、超格子層を含み得る。さらに、第１、第２および第３の発光スタック２０，３０，４０の活性層２３，３３，４３は、単一量子井戸構造または多重量子井戸構造を有し得る。
【0049】
第１、第２および第３の下部コンタクト電極２５ｐ，３５ｐ，４５ｐのそれぞれは、光を透過させる透明導電物質を含み得る。例えば、下部コンタクト電極２５ｐ，３５ｐ，４５は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、例えば、ＳｎＯ、ＩｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＴＯ、ＩＴＺＯ等を含むことができ、これに限定されるのではない。
【0050】
第１の接着層６１は、第１の発光スタック２０および第２の発光スタック３０間に配置され、第２の接着層６３は第２の発光スタック３０と第３の発光スタック４０間に配置される。第１および第２の接着層６１，６３は光を透過させる非導電性物質を含み得る。例えば、第１および第２の接着層６１，６３は、光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）を含むことができ、例えば、エポキシ、ポリイミド、ＳＵ８、スピン－オン－ガラス（ＳＯＧ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）を含むことができるが、これに制限されるのではない。
【0051】
例示された実施例によると、第１の絶縁層８１、第２の絶縁層８３、および第３の絶縁層８５は、第１、第２および第３の発光スタック２０，３０，４０の側面の少なくとも一部の上に配置される。第１～第３の絶縁層８１，８３，８５の少なくとも一つは、多様な有機または無機絶縁物質、例えば、ポリイミド、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３等を含むことができる。例えば、第１～第３の絶縁層８１，８３，８５の少なくとも一つは、分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）を含むことができる。別の例として、第１～第３の絶縁層８１，８３，８５の少なくとも一つは、黒色有機ポリマーを含み得る。幾つかの実施例において、電気的にフローティングされた金属反射層が第１～第３の絶縁層８１，８３，８５上に配置されて発光スタック２０，３０，４０から放出された光を基板１１側に反射させることができる。幾つかの実施例において、第１～第３の絶縁層８１，８３，８５の少なくとも一つは、単一層構造または互いに異なる屈折率を有する二つ以上の絶縁層で形成された多重層構造を有することができる。
【0052】
一実施例によると、第１，第２および第３の発光スタック２０，３０および４０のそれぞれは、独立的に駆動できる。より具体的には、それぞれの発光スタックの第１および第２の導電型半導体層の一つに共通電圧が印加され得、それぞれの発光スタックの第１および第２の導電型半導体層の別の一つに個別発光信号が印加され得る。例えば、本開示の一実施例によると、各発光スタックの第１の導電型半導体層２１，３１，４１はｎ型になり得、第２の導電型半導体層２５，３５，４５はｐ型になり得る。この場合、第３の発光スタック４０は、第１の発光スタック２０および第２の発光スタック３０と比較して反対に積層されたシーケンスを有することができ、これによって、ｐ型半導体層４５が活性層４３の上部に配置されて製造工程が単純化され得る。以下、図示した実施例に従い、第１の導電型および第２の導電型半導体層をそれぞれｎ型およびｐ型に表現を変える場合がある。さらに、ｎ型とｐ型は、互いに逆にすることもできる。
【0053】
発光スタックのｐ型半導体層２５，３５，４５にそれぞれ連結された第１、第２および第３の下部コンタクト電極２５ｐ，３５ｐ，４５ｐは、それぞれ第１～第３の連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅに電気的に連結されてそれぞれ対応する発光信号を受信できる。一方、発光スタックのｎ型半導体層２１，３１，４１は、第４の連結電極５０ｃｅに共通して電気的に連結できる。これにより、発光素子１００は第１、第２および第３の発光スタック２０，３０，４０のｎ型半導体層２１，３１，４１が共通して連結された共通ｎ型発光スタック構造体を有することができ、互いに独立的に駆動できる。共通ｎ型発光スタック構造体を有するため、第１，第２および第３の発光スタック２０，３０，４０に印加される電圧ソースを互いに変えることができる。
【0054】
図示した実施例にかかる発光素子１００は、共通ｎ型構造を有するが、本開示がこれに限定されるのではない。例えば、一部の例示的な実施例において、それぞれの発光スタックの第１の導電型半導体層２１，３１，４１は、ｐ型になり得、それぞれの発光スタックの第２の導電型半導体層２５，３５，４５は、ｎ型になり得、よって、共通ｐ型発光スタック構造を形成できる。また、一部の実施例において、各発光スタックの積層シーケンスは、図面に示したものに制限されず多様に変形することができる。以下、本開示の一実施例にかかる発光素子１００に対して共通ｎ型発光スタック構造を参照して説明する。
【0055】
図示した実施例によると、発光素子１００は、第１のパッド２０ｐｄ、第２のパッド３０ｐｄ、第３のパッド４０ｐｄおよび第４のパッド５０ｐｄを含む。第１のパッド２０ｐｄは、第１および第２の絶縁層８１，８３を通じて定義された第１のコンタクトホール２０ＣＨを通じて第１の下部コンタクト電極２５ｐに電気的に連結される。第１の連結電極２０ｃｅは、第３の絶縁層８５を通じて定義された第１の貫通ホール２０ｃｔを通じて第１のパッド２０ｐｄに電気的に連結される。第２のパッド３０ｐｄは、第１および第２の絶縁層８１，８３を通じて定義された第２のコンタクトホール３０ＣＨを通じて第２の下部コンタクト電極３５ｐに電気的に連結される。第２の連結電極３０ｃｅは、第２の絶縁層８３を通じて定義された第２の貫通ホール３０ｃｔを通じて第２のパッド３０ｐｄに電気的に連結される。
【0056】
第３のパッド４０ｐｄは、第１および第２の絶縁層８１，８３を通じて定義された第３のコンタクトホール４０ＣＨを通じて第３の下部コンタクト電極４５ｐに電気的に連結される。第３の連結電極４０ｃｅは、第２の絶縁層８３を通じて定義された第３の貫通ホール４０ｃｔを通じて第３のパッド４０ｐｄに電気的に連結される。第４のパッド５０ｐｄは、第１、第２および第３の発光スタック２０，３０，４０の第１の導電型半導体層２１，３１，４１上に定義された第１のサブコンタクトホール５０ＣＨａ、第２のサブコンタクトホール５０ＣＨｂおよび第３のサブコンタクトホール５０ＣＨｃを通じて第１、第２および第３の発光スタック２０，３０，４０の第１の導電型半導体層２１，３１，４１に連結される。特に、第１のサブコンタクトホール５０ＣＨａは、第１の上部コンタクト電極２１ｎを露出させることができ、第４のパッド５０ｐｄは第１のサブコンタクトホール５０ＣＨａを通じて第１の上部コンタクト電極２１ｎに連結され得る。このような方式により、第４のパッド５０ｐｄは、サブコンタクトホール５０ＣＨａ，５０ＣＨｂ，５０ＣＨｃを通じて第１の導電型半導体層２１，３１，４１に電気的に連結できるため、発光素子１００の製造工程が単純化され得る。第４の連結電極５０ｃｅは、第２の絶縁層８３を通じて定義された第４の貫通ホール５０ｃｔを通じて第４のパッド５０ｐｄに電気的に連結される。
【0057】
本実施例において、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅがそれぞれパッド２０ｐｄ，３０ｐｄ，４０ｐｄ，５０ｐｄに直接接触することを図示および説明するが、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅがパッド２０ｐｄ，３０ｐｄ，４０ｐｄ，５０ｐｄに直接連結されず、別のコネクターがこれらの間に介在してもよい。
【0058】
第１、第２、第３および第４のパッド２０ｐｄ，３０ｐｄ，４０ｐｄ，５０ｐｄは、互いに離隔されており、絶縁されている。一実施例によると、第１，第２，第３および第４のパッド２０ｐｄ，３０ｐｄ，４０ｐｄ，５０ｐｄそれぞれは、第１、第２および第３の発光スタック２０，３０，４０の側面の少なくとも一部を覆うことができる。これにより、第１、第２および第３の発光スタック２０，３０および４０から発生した熱の発散を容易に行うことができる。
【0059】
図示された実施例によると、各連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅおよび５０ｃｅは、基板１１から上向きに突出された実質的に長い形状を有することができる。連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅおよび５０ｃｅは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ａｇ又はこれらの合金のような金属を含むことができるが、これに制限されるのではない。例えば、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅのそれぞれは、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ、および５０ｃｅの長い形状から応力を減少させるために二つ以上の金属または複数の相違する金属層を含むことができる。連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅは、例えば、めっきを用いた蒸着および価格の面で有利なＣｕで形成することができる。Ｃｕは、自然酸化膜を形成するが、自然酸化膜ははんだペーストを用いた表面実装技術ではんだペースト内のフラックスによって取り除くことができる。しかし、はんだペーストを利用する表面実装技術は、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅ間の間隔が約５０μｍ以下の場合、はんだペースト間の電気的短絡が発生し得るため、発光素子１００の実装には適していない。
【0060】
マイクロＬＥＤのように極めて小さい発光素子をボンディングするために用いる方法としては、共晶ボンディング技術を用いることができる。ところが、Ｃｕ上の自然酸化膜は、共晶ボンディングを妨害してボンディング不良を招き得る。
【0061】
これにより、例示的な実施例において、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅ上にそれぞれボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐが配置される。連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅは、上面にリセスされた領域を有することができ、ボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐは、それぞれ連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅのリセスされた領域内に配置されて外部に突出し得る。
【0062】
ボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐは、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅにそれぞれ電気的に接続し、さらに、共晶ボンディングを通じて回路基板にボンディングされ得る金属層、例えば、Ａｕで形成できる。この場合、回路基板上に配置されたパッドは、例えば、Ｉｎ又はＳｎを含むことができる。ボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐをＩｎ又はＳｎで形成することを考慮できるが、Ｉｎはめっき技術を通じて厚く蒸着し難く、Ｓｎは発光素子１００の電気的特性を測定するためのプロービングが困難であるという問題がある。よって、ボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐをＡｕで形成することにより、十分な厚さのボンディング金属層を形成でき、さらに、発光素子１００の電気的特性を容易に測定することができる。
【0063】
一方、図示してはいないが、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅとボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐ間に障壁層が介在し得る。障壁層は、ボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐが連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅと混合することを防ぐ。これについては後で再度説明する。
【0064】
一実施例によると、発光素子１００が当業界に知られているように、表面積が約１０，０００μｍ２未満、又は別の実施例において約４，０００μｍ２又は２，５００μｍ２未満のマイクロＬＥＤの場合、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅは、図に示したように、第１，第２および第３の発光スタック２０，３０，４０の少なくとも一つの一部と重なり得る。より具体的には、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅおよび５０ｃｅは、発光スタック構造物の側面に形成された少なくとも一つの階段と重なり得る。このように、連結電極の下面の面積が上面よりも大きいため、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅと発光スタック構造間により大きい接触面積が形成され得る。これにより、発光スタック構造体上に連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅがより安定して形成され得、発光スタック構造体で発生した熱が外部により効率的に発散され得る。
【0065】
一部の例示的な実施例において、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅおよび５０ｃｅの少なくとも一つは、発光スタック２０，３０および４０それぞれの側面と重なり得、よって、発光スタック２０，３０，４０は内部で発生した熱を外部に効率的に発散させる。また、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅが金属のような反射性物質を含む場合、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅは、少なくとも一つ以上の発光スタック２０，３０，４０から放出された光を反射することができ、よって、光効率を改善することができる。
【0066】
図２は、本開示の一実施例にかかる発光スタック構造体の概略的な断面図である。前述の発光素子１００は、発光スタック構造体を加工して形成される。
【0067】
図２を参照すると、発光スタック構造体は基板１１、第１の発光スタック２０、第２の発光スタック３０および第３の発光スタック４０を含む。また、それぞれの発光スタック２０，３０，４０の第２の導電型半導体層２５，３５，４５上に下部コンタクト電極２５ｐ，３５ｐ，４５ｐが配置され得る。
【0068】
第３の発光スタック４０の第１の導電型半導体層４１、第３の活性層４３および第２の導電型半導体層４５は、例えば、金属有機化学気相蒸着（ＭＯＣＶＤ）方法または分子線エピタキシー（ＭＢＥ）方法によって基板１１上に順に成長し得る。第３の下部コンタクト電極４５ｐは、例えば、物理気相蒸着法または化学気相蒸着法によって第２の導電型半導体層４５上に形成でき、ＳｎＯ、ＩｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＴＯ、ＩＴＺＯ等の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含むことができる。本開示の一実施例にかかる第３の発光スタック４０が緑色を発光する場合、基板１１はＡｌ２Ｏ３（例：サファイア基板）を含み、第３の下部コンタクト電極４５ｐは酸化スズのような透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含むことができる。第１および第２の発光スタック２０，３０は、一時基板上にそれぞれ第１の導電型半導体層、活性層および第２の導電型半導体層を順に成長させることにより、似たように形成され得る。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含む下部コンタクト電極は、例えば、物理気相蒸着法または化学気相蒸着法等によって第２の導電型半導体層上にそれぞれ形成され得る。
【0069】
一実施例において、第１の発光スタック２０は第２の発光スタック３０に第１の接着層６１を通じて付着でき、第２の発光スタック３０は第３の発光スタック４０に第２の接着層６３を通じて付着され得る。例えば、基板１１上に第３の発光スタック４０が成長した後、一時基板上に成長した第２の発光スタック３０が第２の接着層６３を通じて第３の発光スタック４０に付着され得る。その後、第２の発光スタック３０上の一時基板は取り除かれる。次いで、第２の発光スタック３０上に、また別の一時基板上に成長した第１の発光スタック２０が第１の接着層６１を通じて付着し得る。第１の発光スタック２０上の一時基板は、第１の発光スタック２０から取り除くことができる。
【0070】
別の実施例において、第１および第２の発光スタック２０，３０は、第１の接着層６１を介して互いに結合することができ、第１および第２の発光スタック２０，３０の一時基板の少なくとも一つをレーザーリフトオフ工程、化学工程、機械的工程等によって取り除くことができる。そして、第１および第２の発光スタック２０，３０が第２の接着層６３を介して第３の発光スタック４０と結合することができ、第１および第２の発光スタック２０，３０の残りの一時基板がレーザーリフトオフ工程、化学工程、機械的工程等によって取り除くことができる。
【0071】
第１～第３の発光スタック２０，３０，４０、第１～第３の下部コンタクト電極２５ｐ，３５ｐ，４５ｐおよび接着層６１，６３は、前で説明したものと同じため、重複を避けるために詳しい説明は省略する。
【0072】
以下で、図２の発光スタック構造体を用いて発光素子１００を製造する方法を詳しく説明する。
【0073】
図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａ、および図１４Ａは、例示的な実施例にかかる発光素子を製造する方法を説明するための概略的な平面図である。図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂ、および図１４Ｂは、例示的な実施例にかかる図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａ、および図１４Ａに示した対応平面図の切り取り線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略的な断面図である。図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃ、および図１４Ｃは、例示的な実施例にかかる図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａ、および図１４Ａに示した対応平面図の切り取り線Ｂ－Ｂ’に沿って切り取った概略的な断面図である。
【0074】
図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃを参照すると、第１の導電型半導体層２１、活性層２３および第２の導電型半導体層２５をパターニングして第１の下部コンタクト電極２５ｐが露出される。第１の導電型半導体層２１、活性層２３および第２の導電型半導体層２５は、写真およびエッチング工程を用いてパターニングできる。第１のマスクを使用して写真工程を行うことができ、例えば、乾式エッチング技術を用いて第１の導電型半導体層２１、活性層２３および第２の導電型半導体層２５をエッチングすることができる。パターニング後、露出された下部コンタクト電極２５ｐに囲まれた第１の発光スタック２０が残留する。ここでは、一つの第１の発光スタック２０を図示するが、基板１１上の発光素子領域のそれぞれで第１の発光スタック２０がパターニングされ得る。
【0075】
第１の発光スタック２０は、発光素子領域の中央部分に配置できるが、これに限定されるのではない。第１の発光スタック２０の平面形状は、一つの対角方向に沿って長い形状を有し得るが、これに限定されるのではない。
【0076】
第１の下部コンタクト電極２５ｐは透明電極でもよく、第２の導電型半導体層２５はｐ型半導体層でもよい。一方、第１の発光スタック２０の上面に第１の導電型半導体層２１が配置され、第１の導電型半導体層２１はｎ型半導体層になり得る。
【0077】
図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃを参照すると、第１の発光スタック２０の周囲に第１の下部コンタクト電極２５ｐの一部が残留するように第１の下部コンタクト電極２５ｐをパターニングする。第１の下部コンタクト電極２５ｐは、第２のマスクを用いてパターニングされ得る。このとき、第１の接着層６１も一緒にパターニングされ得る。これにより、第１の下部コンタクト電極２５ｐの周囲に第１の導電型半導体層３１が露出され得る。
【0078】
図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃを参照すると、第１の導電型半導体層３１、活性層３３、および第２の導電型半導体層３５をパターニングして第２の下部コンタクト電極３５ｐが露出される。第１の導電型半導体層３１、活性層３３および第２の導電型半導体層３５は、写真およびエッチング工程を用いてパターニングできる。第３のマスクを使用して写真工程を行うことができ、例えば、乾式エッチング技術を用いて第１の導電型半導体層３１、活性層３３および第２の導電型半導体層３５がエッチングされ得る。パターニング後、露出した第２の下部コンタクト電極３５ｐで囲まれた第２の発光スタック２０が残留する。
【0079】
図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃを参照すると、第２の発光スタック３０の周囲に第２の下部コンタクト電極３５ｐの一部が残留するように、第２の下部コンタクト電極３５ｐをパターニングする。第２の下部コンタクト電極３５ｐは、第４のマスクを用いてパターニングされ得る。このとき、第２の接着層６３も一緒にパターニングできる。これにより、第２の下部コンタクト電極３５ｐの周囲に第３の下部コンタクト電極４５ｐが露出され得る。
【0080】
図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃを参照すると、第２の下部コンタクト電極３５ｐの周囲に第３の下部コンタクト電極４５ｐが残留するように、第３の下部コンタクト電極４５ｐをパターニングする。第３の下部コンタクト電極４５ｐは第５のマスクを用いてパターニングできる。さらに、第２の導電型半導体層４５および活性層４３をパターニングして第１の導電型半導体層４１を露出させることができる。例えば、第３の下部コンタクト電極４５ｐは、湿式エッチング技術を用いてエッチングされ得、第２の導電型半導体層４５および活性層４３は、乾式エッチング技術を用いてエッチングされ得る。これにより、第３の下部コンタクト電極４５ｐの周囲に第１の導電型半導体層４１が露出される。
【0081】
図示された実施例によると、第１の発光スタック２０は発光スタック２０，３０，４０のうち最も小さい面積を有する。一方、第３の発光スタック４０は発光スタック２０，３０，４０のうち最も大きい面積を有することができ、よって、第３の発光スタック４０の光度を相対的に増加させることができる。しかし、本開示の概念が発光スタック２０，３０および４０の相対的な大きさに特別に制限されるのではない。
【0082】
図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃを参照すると、第１の発光スタック２０の第１の導電型半導体層２１の上面の一部は、第１の上部コンタクト電極２１ｎを形成するために、湿式エッチングを通じてパターニングされ得る。第１の導電型半導体層２１は、例えば、ｎ＋＋ ＧａＡｓ層になり得、ｎ＋＋ ＧａＡｓ層の上面の一部が湿式エッチングを通じてリセスされ得る。
【0083】
第１の上部コンタクト電極２１ｎは、第１の導電型半導体層２１のリセスされた領域に形成される。第１の上部コンタクト電極２１ｎは、例えば、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｔｉに形成でき、例えば、１００ｎｍ／２５ｎｍ／１００ｎｍ／１０ｎｍの厚さに形成できる。ｎ＋＋ ＧａＡｓ層の表面を部分的に取り除き、第１の上部コンタクト電極２１ｎをリセスされた領域内で第１の導電型半導体層２１と接触するようにすることにより、オーミック接触の特性を向上させることができる。
【0084】
図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃを参照すると、発光スタック２０，３０，４０を覆う第１の絶縁層８１が形成される。第１の絶縁層８１は、第１の上部コンタクト電極２１ｎを覆う。第１の絶縁層８１は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等で約４０００Åの厚さに形成できる。
【0085】
次いで、第１の絶縁層８１および第１の導電型半導体層４１をパターニングして発光素子領域を分離するための分離領域を形成できる。これにより、第１の導電型半導体層４１の周囲に基板１１の上面が露出され得る。
【0086】
一方、第２の絶縁層８３が第１の絶縁層８１上に形成できる。第２の絶縁層８３は、第１の導電型半導体層４１の側面を覆って第１の導電型半導体層４１を保護することができる。第２の絶縁層８３は、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等で形成できる。
【0087】
図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃを参照すると、第１および第２の絶縁層８１，８３の一部は、第１、第２、第３および第４のコンタクトホール２０ＣＨ，３０ＣＨ，４０ＣＨおよび５０ＣＨを形成するために取り除くことができる。第１のコンタクトホール２０ＣＨは、第１の下部コンタクト電極２５ｐ上に定義されて第１の下部コンタクト電極２５ｐの一部を露出させる。第２のコンタクトホール３０ＣＨは、第２の下部コンタクト電極３５ｐ上に定義されて第２の下部コンタクト電極３５ｐを露出させることができる。第３のコンタクトホール４０ＣＨは、第３の下部コンタクト電極４５ｐ上に定義されて第３の下部コンタクト電極４５ｐを露出させることができる。
【0088】
第４のコンタクトホール５０ＣＨは、第１～第３の発光スタック２０，３０，４０の第１の導電型半導体層２１，３１，４１に電気的接続を許容するための通路を提供する。第４のコンタクトホール５０ＣＨは、第１のサブコンタクトホール５０ＣＨａ、第２のサブコンタクトホール５０ＣＨｂおよび第３のサブコンタクトホール５０ＣＨｃを含み得る。第１のサブコンタクトホール５０ＣＨａは、第１の導電型半導体層２１上に定義されて第１の上部コンタクト電極２１ｎの一部を露出させることができ、第２のサブコンタクトホール５０ＣＨｂは、第１の導電型半導体層３１上に定義されて第１の導電型半導体層３１の一部を露出させることができ、第３のサブコンタクトホール５０ＣＨｃは、第１の導電型半導体層４１上に定義されて第１の導電型半導体層４１の一部を露出させることができる。
【0089】
図１１Ａ、図１１Ｂ、および図１１Ｃを参照すると、第１、第２、第３および第４のパッド２０ｐｄ，３０ｐｄ，４０ｐｄおよび５０ｐｄが第１および第２の絶縁層８１，８３上に形成される。第１、第２、第３および第４のパッド２０ｐｄ，３０ｐｄ，４０ｐｄおよび５０ｐｄは、例えば、実質的に基板１１の前面上に導電層を形成し、写真およびエッチング工程を用いて導電層をパターニングすることにより、形成することができる。
【0090】
第１のパッド２０ｐｄは、第１のコンタクトホール２０ＣＨが形成された領域と重なるように形成されて、第１のコンタクトホール２０ＣＨを通じて第１の下部コンタクト電極２５ｐに連結することができる。第２のパッド３０ｐｄは、第２のコンタクトホール３０ＣＨが形成された領域と重なるように形成されて、第２のコンタクトホール３０ＣＨを通じて第２の下部コンタクト電極層３５ｐに連結することができる。第３のパッド４０ｐｄは、第３のコンタクトホール４０ＣＨが形成された領域と重なるように形成されて、第３のコンタクトホール４０ＣＨを通じて第３の下部コンタクト電極４５ｐに連結することができる。第４のパッド５０ｐｄは、第４のコンタクトホール５０ＣＨが形成された領域、特に、第１、第２および第３のサブコンタクトホール５０ＣＨａ，５０ＣＨｂ，５０ＣＨｃが形成された領域と重なるように形成されて第１～第３の発光スタック２０，３０，４０の第１の導電型半導体層２１，３１，４１に電気的に連結することができる。
【0091】
第１～第４のパッド２０ｐｄ，３０ｐｄ，４０ｐｄ，５０ｐｄは、Ａｕを含み得、例えば、Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｔｉの積層構造で形成され得、厚さは、例えば約１００ｎｍ／５０ｎｍ／１００ｎｍ／５０ｎｍ／１００ｎｍ／５０ｎｍ／３０００ｎｍ／１０ｎｍに形成することができる。
【0092】
【0093】
次いで、第３の絶縁層８５は、パターニングされて第１～第４のパッド２０ｐｄ，３０ｐｄ，４０ｐｄ，５０ｐｄを露出させる第１、第２、第３および第４の貫通ホール２０ｃｔ，３０ｃｔ，４０ｃｔおよび５０ｃｔが形成され得る。
【0094】
第１のパッド２０ｐｄ上に形成された第１の貫通ホール２０ｃｔは、第１のパッド２０ｐｄの一部を露出させる。第２のパッド３０ｐｄ上に形成された第２の貫通ホール３０ｃｔは、第２のパッド３０ｐｄの一部を露出させる。第３のパッド４０ｐｄ上に形成された第３の貫通ホール４０ｃｔは、第３のパッド４０ｐｄの一部を露出させる。第４のパッド５０ｐｄ上に形成された第４の貫通ホール５０ｃｔは、第４のパッド５０ｐｄの一部を露出させる。図示した例示的な実施例において、第１、第２、第３および第４の貫通ホール２０ｃｔ，３０ｃｔ，４０ｃｔおよび５０ｃｔは、第１、第２、第３および第４のパッド２０ｐｄ，３０ｐｄ，４０ｐｄおよび５０ｐｄが形成された領域内でそれぞれ定義され得る。
【0095】
図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃを参照すると、第１、第２、第３および第４の貫通ホール２０ｃｔ，３０ｃｔ，４０ｃｔ，５０ｃｔが形成された第３の絶縁層８５上に第１、第２、第３および第４の連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅが形成される。第１の連結電極２０ｃｅは、第１の貫通ホール２０ｃｔが形成された領域と重なるように形成されて、第１の貫通ホール２０ｃｔを通じて第１のパッド２０ｐｄに連結することができる。第２の連結電極３０ｃｅは、第２の貫通ホール３０ｃｔが形成された領域と重なるように形成されて、第２の貫通ホール３０ｃｔを通じて第２のパッド３０ｐｄに連結され得る。第３の連結電極４０ｃｅは、第３の貫通ホール４０ｃｔが形成された領域と重なるように形成されて、第３の貫通ホール４０ｃｔを通じて第３のパッド４０ｐｄに連結され得る。第４の連結電極５０ｃｅは、第４の貫通ホール５０ｃｔが形成された領域と重なるように形成されて、第４の貫通ホール５０ｃｔを通じて第４のパッド５０ｐｄに連結され得る。
【0096】
第１、第２、第３および第４の連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅは、互いに離隔し、発光スタック構造体上に形成され得る。第１、第２、第３および第４の連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅは、第１、第２、第３および第４のパッド２０ｐｄ，３０ｐｄ，４０ｐｄ，５０ｐｄにそれぞれ電気的に連結されて外部信号を各発光スタック２０，３０，４０に転送できる。
【0097】
第１、第２、第３および第４の連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅおよび５０ｃｅを形成する方法は、特に制限されない。例えば、本開示の一実施例によると、発光スタック構造上にシード層が導電性の表面に蒸着され、連結電極が形成される位置にシード層が露出するようにフォトレジストパターンが形成され得る。一実施例によると、前記シード層は約１０００Å程度の厚さで蒸着され得るが、これに限定されるのではない。シード層は、例えば、Ｔｉ／Ｃｕに形成できる。次いで、シード層上にＣｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ａｇのような金属またはこれらの合金でめっきできる。Ｃｕは、特にめっきが容易で経済的である。
【0098】
一方、めっきが完了した後、連結電極の上面を平坦化するために研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程を行うことができる。その後、連結電極間に残留するフォトレジストパターンおよびシード層を取り除くことができる。
【0099】
図示した例示的な実施例によると、それぞれの連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅおよび５０ｃｅは、基板１１から遠くなるほど実質的に細長い形状を有し得る。別の例示的な実施例において、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅは、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅの長い形状から応力を減少させるために２つ以上の金属または複数の相違する金属層を含むことができる。しかし、本開示は、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅの特定形状に限定されなく、一部の実施例において連結電極は多様な形状を有し得る。
【0100】
連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅは、発光スタック構造体の側面に形成された少なくとも一つのステップと重なり得る。このような方式により、連結電極の下部表面は上部表面よりもさらに大きい幅を有し得、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅおよび５０ｃｅと発光スタック構造体間により大きい接触面積を提供して発光素子１００が後続工程に耐えることのできるより安定した構造を有する。
【0101】
図１４Ａ、図１４Ｂ、および図１４Ｃを参照すると、ボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐが連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅ上に形成される。連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅの上面が部分的にエッチングされて取り除かれ得、リセスされた領域にボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐが形成され得る。
【0102】
連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅは、めっきに有利な金属で形成されることにより、ボンディングに適さない場合がある。さらに、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅの上面に自然酸化層が形成されて接触不良が発生し得る。よって、連結電極２０ｃｅ，３０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅの上面を部分的に取り除くことにより、自然酸化膜を取り除くことができ、また、ボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐを採択することにより、発光素子１００を回路基板上に共晶ボンディング技術を用いて容易に実装できる。ボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐを形成する工程に対して図１５Ａ～図１５Ｄを参照して詳しく説明する。
【0103】
一方、基板１１を発光素子領域別に分離することにより、発光素子１００が完成する。基板１１は、レーザースクライビング技術を用いて分離することができる。別の実施例において、第３の発光スタック４０から基板１１が取り除かれてもよい。
【0104】
図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃおよび図１５Ｄは、一実施例にかかるボンディング金属層の形成方法を説明するための概略的な断面図である。ここでは、連結電極３０ｃｅ上にボンディング金属層３０ｃｐを形成する方法を例に挙げて説明する。
【0105】
先ず、図１５Ａを参照すると、フォトレジストパターンを用いてめっきを通じて連結電極３０ｃｅが形成される。めっきによって形成された連結電極３０ｃｅは、図示したように粗い表面を有し得る。連結電極３０ｃｅをめっきを通じて形成する間、他の連結電極２０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅも一緒に形成できる。
【0106】
図１５Ｂを参照すると、連結電極３０ｃｅの表面を研磨してその上面を平坦化することができる。連結電極３０ｃｅの表面を研磨する間、連結電極２０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅの表面も一緒に研磨できる。
【0107】
図１５Ｃを参照すると、連結電極３０ｃｅの表面をエッチングして溝３０ｇを形成する。連結電極３０ｃｅの表面に自然酸化膜が形成され得、この自然酸化膜および汚染物質を取り除くためにエッチング工程を行うことができる。例えば、連結電極３０ｃｅの縁を覆うフォトレジストパターンを形成し、連結電極３０ｃｅの上面をエッチングする。連結電極３０ｃｅがＣｕで形成された場合、硫酸、リン酸と過水の混合溶液、塩酸、過硫酸アンモニウム、塩化カリウム、リン酸と過酸化水素の混合溶液等を用いて連結電極３０ｃｅを湿式エッチングできる。これによって、連結電極３０ｃｅ表面の自然酸化膜を取り除くことができ、表面粗度を向上させることができる。溝３０ｇは、例えば１００ｎｍの深さに形成できる。
【0108】
図１５Ｄを参照すると、前記フォトレジストパターンを用いて障壁層３０ｃｂおよびボンディング金属層３０ｃｐを形成でき、その後、フォトレジストパターンを取り除くことができる。つまり、リフトオフ技術を用いて障壁層３０ｃｂおよびボンディング金属層３０ｃｐが形成できる。
【0109】
障壁層３０ｃｂは、例えば、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｏ等の単一層または多重層を含むことができる。例えば、障壁層３０ｃｂは、Ｎｉ、Ｔｉ、又はＴｉ／Ｎｉに形成され得る。
【0110】
ボンディング金属層３０ｃｐは、Ａｕ、Ａｕ／Ｉｎに形成できる。Ａｕはプロービングに適し、Ｉｎ又はＳｎと共晶ボンディングに適する。
【0111】
ここで、連結電極３０ｃｅ上にボンディング金属層３０ｃｐを形成する方法を例に挙げて説明するが、別の連結電極２０ｃｅ，４０ｃｅ，５０ｃｅにボンディング金属層２０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐが同じ方法で形成でき、ボンディング金属層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐは、同じ工程で一緒に形成することもできる。
【0112】
【0113】
図１６Ａを参照すると、一実施例において、ボンディング金属層１３０ｃｐは連結電極３０ｃｅの上面全体を覆うことができる。障壁層１３０ｃｂが連結電極３０ｃｅの上面全体を覆うことができ、ボンディング金属層３０ｃｐは障壁層１３０ｃｂ上に配置できる。つまり、障壁層１３０ｃｂは、溝３０ｇ内部だけでなく、溝３０ｇの外部の連結電極３０ｃｅの上面を覆うことができる。
【0114】
例えば、第１のフォトレジストパターンを用いて連結電極３０ｃｅ上面の一部を露出させた後、湿式エッチング技術を用いて溝３０ｇを形成する。次いで、第１のフォトレジストパターンを取り除き、第２のフォトレジストパターンを用いて連結電極３０ｃｅの上面全体を露出させる。その後、第２のフォトレジストパターンを用いて障壁層１３０ｃｂおよびボンディング金属層１３０ｃｐを形成できる。
【0115】
図１６Ｂを参照すると、一実施例において、障壁層２３０ｃｂおよびボンディング金属層２３０ｃｐは、連結電極３０ｃｅの溝３０ｇを覆い、さらに、溝３０ｇ周囲の連結電極３０ｃｅの上面を部分的に覆うことができる。よって、連結電極３０ｃｅの上面の縁は、外部に露出できる。
【0116】
例えば、第１のフォトレジストパターンを用いて連結電極３０ｃｅ上面の一部を露出させた後、湿式エッチング技術を用いて溝３０ｇを形成する。次いで、第１のフォトレジストパターンを取り除き、第２のフォトレジストパターンを用いて溝３０ｇを含んで連結電極３０ｃｅの上面の一部を露出させる。その後、第２のフォトレジストパターンを用いて障壁層２３０ｃｂおよびボンディング金属層２３０ｃｐを形成することができる。
【0117】
ボンディング金属層３０ｃｐの多様な実施例について説明するが、ボンディング金属層３０ｃｐの形成方法は多様になり得、上で説明した実施例に限定されるのではない。
【0118】
【0119】
図１７Ａおよび図１７Ｂを参照すると、ディスプレイ装置１０００は、ディスプレイ基板２００および発光素子１００を含み得る。発光素子１００は、ディスプレイ装置のような最終装置のディスプレイ基板２００上に実装できる。発光素子１００は、個別的にまたは集団でディスプレイ基板２００上に実装され得る。次いで、発光素子１００がグループでパッケージングされて複数のパッケージがディスプレイ基板２００上に実装されることもある。
【0120】
ディスプレイ基板２００は、発光素子１００を実装するためのボンディングパッド２１０を含み得る。ボンディングパッド２１０は、例えば、Ｉｎ又はＳｎを含む金属層で形成できる。
【0121】
ボンディングパッド２１０上に金属ボンディング層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐがボンディングされて発光素子１００がディスプレイ基板２００に実装される。ボンディングパッド２１０と金属ボンディング層２０ｃｐ，３０ｃｐ，４０ｃｐ，５０ｃｐは、共晶ボンディングを通じて互いに付着できる。
【0122】
特定の例示的な実施例および具現を本明細書で説明したが、別の実施例および修正がこの説明から明らかになるはずである。よって、本開示はこのような実施例に制限されなく、添付の請求範囲のより広い範囲および当業者に明白かつ多様な修正および等価の構成を含む。
【図1a】
【図1b】
【図1c】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図6a】
【図6b】
【図6c】
【図7a】
【図7b】
【図7c】
【図8a】
【図8b】
【図8c】
【図9a】
【図9b】
【図9c】
【図10a】
【図10b】
【図10c】
【図11a】
【図11b】
【図11c】
【図12a】
【図12b】
【図12c】
【図13a】
【図13b】
【図13c】
【図14a】
【図14b】
【図14c】
【図15a】
【図15b】
【図15c】
【図15d】
【図16a】
【図16b】
【図17a】
【図17b】
【国際調査報告】