KR100887072B1

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Publication number: KR100887072B1
Application number: KR20070105327A
Authority: KR
Inventors: 최번재; 송상엽
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2027-10-19

Abstract

발광된 빛의 반사 또는 흡수를 최소화하고, 최대 발광면적을 확보하여 발광효율을 최대화하는 동시에 작은 면적의 전극으로 균일한 전류분산이 가능한, 신뢰성이 높고 저비용으로 양산성이 우수한 고품질의 반도체 발광소자 및 이를 이용한 반도체 발광소자 패키지가 제안된다. 본 발명에 따른 반도체 발광소자는 제1도전형 반도체층, 활성층, 제2도전형 반도체층, 제2전극층, 전극절연부, 제1전극층 및 도전성 기판이 순차 적층된 반도체 발광소자로서, 제1전극층은, 제1도전형 반도체층에 전기적으로 접속되고 제2도전형 반도체층 및 활성층과는 전기적으로 절연되도록 제1전극층의 일면으로부터 제1도전형 반도체층의 적어도 일부 영역까지 연장된 콘택홀을 포함하고, 제2도전성 기판과는 전기적으로 절연되며, 제2전극층은 제2도전성 기판과 전기적으로 연결되고 제1 전극층과는 전기적으로 절연되도록 제1전극층을 관통하여 형성된 제2도전성 기판 연결부를 포함하고, 도전성 기판은 제1도전성 기판, 제2도전성 기판, 및 기판절연부를 포함한다.High quality semiconductor light emitting device with high reliability and excellent mass production at low cost, which minimizes the reflection or absorption of emitted light, secures the maximum light emitting area, maximizes the luminous efficiency, and enables uniform current distribution with a small area electrode; A semiconductor light emitting device package using the same is proposed. The semiconductor light emitting device according to the present invention is a semiconductor light emitting device in which a first conductive semiconductor layer, an active layer, a second conductive semiconductor layer, a second electrode layer, an electrode insulating portion, a first electrode layer, and a conductive substrate are sequentially stacked. The contact hole includes a contact hole extending from one surface of the first electrode layer to at least a portion of the first conductive semiconductor layer to be electrically connected to the first conductive semiconductor layer and electrically insulated from the second conductive semiconductor layer and the active layer. The second electrode layer is electrically insulated from the second conductive substrate, and the second electrode layer includes a second conductive substrate connection part formed through the first electrode layer to be electrically connected to the second conductive substrate and electrically insulated from the first electrode layer. The conductive substrate includes a first conductive substrate, a second conductive substrate, and a substrate insulating portion.

Description

Translated fromKorean

반도체 발광소자, 및 이를 이용한 반도체 발광소자 패키지{Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting device package using the same}Semiconductor light emitting device, and semiconductor light emitting device package using the same {Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting device package using the same}

본 발명은 반도체 발광소자 및 이를 이용한 반도체 발광소자 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 발광된 빛의 반사 또는 흡수를 최소화하고, 최대 발광면적을 확보하여 발광효율을 최대화하는 동시에 작은 면적의 전극으로 균일한 전류분산이 가능한, 신뢰성이 높고 저비용으로 양산성이 우수한 고품질의 반도체 발광소자 및 이를 이용한 반도체 발광소자 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a semiconductor light emitting device package using the same, and more particularly, to minimize the reflection or absorption of the emitted light, to secure the maximum light emitting area to maximize the luminous efficiency and at the same time small electrode The present invention relates to a high quality semiconductor light emitting device capable of uniform current distribution, high reliability and low mass production, and a semiconductor light emitting device package using the same.

발광소자는 소자 내에 포함되어 있는 물질이 빛을 발광하는 소자로서, 예를 들면, 발광다이오드(Light emitting diode, LED)와 같이 다이오드를 이용하여 반도체를 접합한 형태로 전자/정공 재결합에 따른 에너지를 광으로 변환하여 방출하는 소자가 있다. 이러한 발광소자는 현재 조명, 표시장치 및 광원으로서 널리 이용되며 그 개발이 가속화되고 있는 추세이다.A light emitting device is a device in which a material included in the device emits light. For example, a light emitting diode (LED) is used to bond energy of electron / hole recombination in the form of a semiconductor bonded using a diode. There is an element that converts and emits light. Such light emitting devices are widely used as lighting, display devices, and light sources, and their development is being accelerated.

특히, 최근 그 개발 및 사용이 활성화된 질화갈륨(GaN)계 발광다이오드를 이용한 휴대폰 키패드, 사이드 뷰어, 카메라 플래쉬 등의 상용화에 힘입어, 최근 발광다이오드를 이용한 일반 조명 개발이 활기를 띠고 있다. 대형 TV의 백라이트 유닛 및 자동차 전조등, 일반 조명 등 그의 응용제품이 소형 휴대제품에서 대형화, 고출력화, 고효율화, 신뢰성화된 제품으로 진행하여 해당 제품에 요구되는 특성을 나타내는 광원을 요구하게 되었다.In particular, the development of general lighting using light emitting diodes has recently been fueled by the commercialization of mobile phone keypads, side viewers, camera flashes, etc. using gallium nitride (GaN) based light emitting diodes, which have been actively developed and used. Its applications such as backlight units of large TVs, automotive headlamps, and general lighting have moved from small portable products to large size, high output, high efficiency, and reliable products, requiring light sources that exhibit the characteristics required for such products.

반도체 접합 발광소자 구조는 통상 p형 반도체 및 n형 반도체의 접합구조이다. 반도체 접합 구조에서는 양반도체의 접합영역에서 전자/정공 재결합에 따른 발광이 있을 수 있으나, 그 발광을 보다 활성화시키기 위한 활성층을 구비할 수도 있다. 이러한 반도체 접합 발광소자는 반도체층을 위한 전극의 위치에 따라 수평형 구조 및 수직형 구조가 있고, 수평형 구조에는 성장형(epi-up) 및 플립칩형(flip-chip)이 있다. 전술한 바와 같이 사용되는 제품의 특성상 각각 요구되는 발광소자의 구조적 특성이 중요하게 고려된다.The semiconductor junction light emitting device structure is usually a junction structure of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. In the semiconductor junction structure, there may be light emission due to electron / hole recombination in the junction region of both semiconductors, but an active layer for activating the light emission may be provided. The semiconductor junction light emitting device has a horizontal structure and a vertical structure according to the position of the electrode for the semiconductor layer, and there are growth-type (epi-up) and flip-chip (flip-chip) in the horizontal structure. In view of the characteristics of the product used as described above, the structural characteristics of each of the light emitting elements required are considered.

성장형 발광소자는 전극을 형성하기 위한 발광면적이 감소되는 문제가 있었고, 플립칩형 발광소자는 우수한 발광효율의 장점에도 불구하고, n형 전극 및 p형 전극을 동일평면상에 함께 배치하여 본딩하여야 하고, 본딩 후 전극접촉부와 전극과의 분리현상이 빈번하여 고가의 정밀한 공정장비가 요구되면서, 높은 제조비용, 낮은 생산성 및 낮은 수율과 제품신뢰성의 문제점이 있었다.The growth type light emitting device has a problem in that the light emitting area for forming the electrode is reduced, and the flip chip type light emitting device has to be bonded by bonding the n-type electrode and the p-type electrode together on the same plane in spite of the advantages of excellent light emission efficiency. As the separation between the electrode contact portion and the electrode after bonding is frequently required, expensive and precise process equipment is required, resulting in high manufacturing cost, low productivity, low yield, and product reliability.

또한, 수직형 반도체 발광소자는, 특히 고출력을 위한 대면적 발광소자를 제조하는 경우, 전류분산을 위하여 전극의 기판에 대한 면적비율이 높을 것이 요구된다. 그에 따라 광추출의 제한 및 광흡수로 인한 광손실 및 발광효율이 감소되고, 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, in the case of manufacturing a large area light emitting device for high output, the vertical semiconductor light emitting device is required to have a high area ratio with respect to the substrate of the electrode for current dispersion. Accordingly, light loss and luminous efficiency due to the limitation of light extraction and light absorption are reduced, and there is a problem that the reliability of the product is lowered.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 발광된 빛의 반사 또는 흡수를 최소화하고, 최대 발광면적을 확보하여 발광효율을 최대화하는 동시에 작은 면적의 전극으로 균일한 전류분산이 가능한, 신뢰성이 높고 저비용으로 양산성이 우수한 고품질의 반도체 발광소자 및 이를 이용한 반도체 발광소자 패키지를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to minimize the reflection or absorption of the emitted light, to maximize the luminous efficiency by ensuring the maximum light emitting area and at the same time uniform current distribution to a small area of the electrode It is to provide a high quality semiconductor light emitting device and a semiconductor light emitting device package using the same which have high reliability and low cost.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 발광소자는 제1도전형 반도체층, 활성층, 제2도전형 반도체층, 제2전극층, 전극절연부, 제1전극층 및 도전성 기판이 순차 적층된 반도체 발광소자로서, 도전성 기판은, 제1전극층과 접촉하는 제1도전성 기판, 제2도전성 기판 연결부를 통하여 제2전극층과 접촉하는 제2도전성 기판, 및 제1 및 제2도전성 기판을 전기적으로 분리하는 기판절연부를 포함하고, 제1전극층은, 제1도전형 반도체층에 전기적으로 접속되고 제2도전형 반도체층 및 활성층과는 전기적으로 절연되도록 제1전극층의 일면으로부터 제1도전형 반도체층의 적어도 일부 영역까지 연장된 하나 또는 그 이상의 콘택홀을 포함하고, 제2도전성 기판과는 전기적으로 절연되며, 제2전극층은 도전성 기판과 전기적으로 연결되고 제1 전극층과는 전기적으로 절연되도록 제1전극층을 관통하여 형성된 하나 또는 그 이상의 제2도전성 기판 연결부를 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention, a semiconductor light emitting device includes a first conductive semiconductor layer, an active layer, a second conductive semiconductor layer, a second electrode layer, an electrode insulating portion, a first electrode layer, and a conductive substrate. A semiconductor light emitting device sequentially stacked includes a first conductive substrate in contact with a first electrode layer, a second conductive substrate in contact with a second electrode layer through a second conductive substrate connection portion, and first and second conductive substrates. A first insulating layer, wherein the first insulating layer is electrically connected to the first conductive semiconductor layer and electrically insulated from the second conductive semiconductor layer and the active layer. One or more contact holes extending to at least a portion of the semiconductor layer, the second electrode layer being electrically insulated from the second conductive substrate, the second electrode layer being electrically connected to the conductive substrate, One or more second conductive substrate connections formed through the first electrode layer to be electrically insulated from the first electrode layer.

제1 및 제2도전성 기판의 길이는 80 ㎛이고, 양 기판 사이의 기판절연부의 두께는 50 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다.The length of the first and second conductive substrates is 80 μm, and the thickness of the substrate insulating portion between both substrates may be 50 μm to 100 μm.

제1 및 제2 도전성 기판은 Au, Ni, Cu, 및 W 중 어느 하나의 금속을 포함하는 금속성 기판일 수 있다.The first and second conductive substrates may be metallic substrates including any one of Au, Ni, Cu, and W metals.

제2전극층은 활성층으로부터 발생한 빛을 반사시키는 것이 바람직하며, 예를 들면, Ag, Al, 및 Pt 중 어느 하나의 금속을 포함할 수 있다.The second electrode layer preferably reflects light generated from the active layer, and may include, for example, a metal of any one of Ag, Al, and Pt.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상면에 홈부가 형성된 발광소자 패키지 본체; 패키지 본체에 장착되고, 홈부의 저면에 노출되고 서로 소정거리 이격되어 있는 제1리드프레임 및 제2리드프레임; 및 제1리드프레임 및 제2리드프레임 상에 실장되는 반도체 발광소자;를 포함하고, 반도체 발광소자는 제1도전형 반도체층, 활성층, 제2도전형 반도체층, 제2전극층, 전극절연부, 제1전극층 및 도전성 기판이 순차 적층되고, 도전성 기판은 제1전극층과 접촉하는 제1도전성 기판, 제2도전성 기판 연결부를 통하여 제2전극층과 접촉하는 제2도전성 기판, 및 제1 및 제2도전성 기판을 전기적으로 분리하는 기판절연부를 포함하고, 제1전극층은, 제1도전형 반도체층에 전기적으로 접속되고 제2도전형 반도체층 및 활성층과는 전기적으로 절연되도록 제1전극층의 일면으로부터 제1도전형 반도체층의 적어도 일부 영역까지 연장된 하나 또는 그 이상의 콘택홀을 포함하고, 제2전극층은 도전성 기판과 전기적으 로 연결되고 제1 전극층과는 전기적으로 절연되도록 제1전극층을 관통하여 형성된 하나 또는 그 이상의 제2도전성 기판 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지가 제공된다.According to another aspect of the invention, the light emitting device package main body formed with a groove on the upper surface; A first lead frame and a second lead frame mounted on the package body and exposed to the bottom of the groove and spaced apart from each other by a predetermined distance; And a semiconductor light emitting device mounted on the first lead frame and the second lead frame, wherein the semiconductor light emitting device includes a first conductive semiconductor layer, an active layer, a second conductive semiconductor layer, a second electrode layer, an electrode insulating portion, The first electrode layer and the conductive substrate are sequentially stacked, and the conductive substrate is a first conductive substrate in contact with the first electrode layer, a second conductive substrate in contact with the second electrode layer through the second conductive substrate connection portion, and first and second conductive layers. And a substrate insulating portion for electrically separating the substrate, wherein the first electrode layer is electrically connected to the first conductive semiconductor layer and electrically insulated from the second conductive semiconductor layer and the active layer from one surface of the first electrode layer. One or more contact holes extending to at least a portion of the conductive semiconductor layer, wherein the second electrode layer is electrically connected to the conductive substrate and electrically insulated from the first electrode layer. The semiconductor light emitting device characterized in that a formed through the first electrode layer or the second conductive substrate comprises a further connection is provided.

기판절연부의 두께는 제1리드프레임 및 제2리드프레임의 사이의 간격과 동일하거나 큰 것이 바람직한데, 예를 들면, 기판절연부의 두께는 50 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다.The thickness of the substrate insulator is preferably equal to or larger than the distance between the first lead frame and the second lead frame. For example, the thickness of the substrate insulator may be 50 μm to 100 μm.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 발광소자는 발광방향에 위치하는 반도체층의 전극부를 발광면상에 모두 형성하지 않고, 그 일부를 제외하고는 활성층 아래에 형성하므로써, 발광된 빛이 전극부에 의하여 반사되거나 또는 흡수되는 현상을 방지할 수 있고, 발광면적 또한 최대로 확보할 수 있어 발광을 최대화할 수 있는 효과가 있다.As described above, the semiconductor light emitting device according to the present invention does not form all the electrode portions of the semiconductor layer located in the light emitting direction on the light emitting surface, except that a portion thereof is formed under the active layer, so that the emitted light is formed by the electrode portion. The phenomenon of being reflected or absorbed can be prevented, and the light emitting area can also be secured to the maximum, thereby maximizing light emission.

이외에도 전극부를 전류분산을 원활히 할 수 있도록 하나 또는 그 이상의 및 콘택홀을 구비하여 작은 면적의 전극으로 균일한 전류분산이 가능한 효과가 있다.In addition, the electrode unit is provided with one or more and contact holes so as to facilitate current distribution, and thus, it is possible to uniformly distribute current to electrodes having a small area.

또한, 도전성 기판이 각각의 전극과 접촉하고 있어서, 간단하게 다이본딩하여 패키지화 할 수 있으므로 저비용으로 우수한 양산성을 나타내는 효과가 있다.In addition, since the conductive substrate is in contact with each electrode and can be easily die-bonded and packaged, there is an effect of showing excellent mass productivity at low cost.

따라서, 본 발명에 따르면, 신뢰성이 높고 저비용으로 양산성이 우수한 고품질의 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자 패키지를 구현할 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to implement a high quality semiconductor light emitting device and a semiconductor light emitting device package with high reliability and low cost.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자의 사시도이다.1 is a perspective view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자(100)는 제1도전형 반도체층(110), 활성층(120), 제2도전형 반도체층(130), 제2전극층(140), 전극절연부(150), 제1전극층(160) 및 도전성 기판(171, 172, 180)이 순차 적층되어 있다. 도전성 기판(171, 172, 180)은, 제1전극층(160)과 접촉하는 제1도전성 기판(171), 제2도전성 기판 연결부(141)를 통하여 제2전극층(140)과 접촉하는 제2도전성 기판(172), 및 제1 및 제2도전성 기판(171, 172)을 전기적으로 분리하는 전극절연부(150)를 포함한다. 제1전극층(160)은, 제1도전형 반도체층(110)에 전기적으로 접속되고 제2도전형 반도체층(130) 및 활성층(120)는 전기적으로 절연되도록 제1전극 층(160)의 일면으로부터 제1도전형 반도체층(110)의 적어도 일부 영역까지 연장된 하나 또는 그 이상의 콘택홀(161)을 포함한다. 제2전극층(140)은 제2도전성 기판(172)과 전기적으로 연결되고 제1전극층(160)과는 전기적으로 절연되도록 제1전극층(160)을 관통하여 형성된 하나 또는 그 이상의 제2도전성 기판 연결부(141)를 포함한다.The semiconductorlight emitting device 100 according to the exemplary embodiment of the present invention may include a firstconductive semiconductor layer 110, anactive layer 120, a secondconductive semiconductor layer 130, asecond electrode layer 140, and an electrode insulating portion. The 150, thefirst electrode layer 160, and theconductive substrates 171, 172, and 180 are sequentially stacked. Theconductive substrates 171, 172, and 180 may contact thesecond electrode layer 140 through the firstconductive substrate 171 and the second conductivesubstrate connecting portion 141 to contact thefirst electrode layer 160. Thesubstrate 172 may include anelectrode insulating unit 150 that electrically separates the first and secondconductive substrates 171 and 172. Thefirst electrode layer 160 is electrically connected to the firstconductive semiconductor layer 110, and the secondconductive semiconductor layer 130 and theactive layer 120 are electrically insulated from one surface of thefirst electrode layer 160. One ormore contact holes 161 extending from the firstconductive semiconductor layer 110 to at least a portion of the firstconductive semiconductor layer 110. One or more second conductive substrate connection portions formed through thefirst electrode layer 160 to be electrically connected to the secondconductive substrate 172 and electrically insulated from thefirst electrode layer 160. 141.

반도체 발광소자(100)의 발광은 제1도전형 반도체층(110), 활성층(120), 및 제2도전형 반도체층(130)에서 수행된다. 즉, 반도체 발광소자(100)는 반도체층들(110, 130) 및 활성층과 함께, 제1도전형 반도체층(110)과 전기적으로 접속되는 제1전극층(160), 제2도전형 반도체층(130)과 전기적으로 접속되는 제2전극층(140), 및 전극층들(140, 160)을 전기적으로 절연시키기 위한 전극절연부(150)을 포함한다.Light emission of the semiconductorlight emitting device 100 is performed in the firstconductive semiconductor layer 110, theactive layer 120, and the secondconductive semiconductor layer 130. That is, the semiconductorlight emitting device 100 may include thefirst electrode layer 160 and the second conductive semiconductor layer electrically connected to the firstconductive semiconductor layer 110 together with thesemiconductor layers 110 and 130 and the active layer. And asecond electrode layer 140 electrically connected to the 130, and anelectrode insulator 150 for electrically insulating theelectrode layers 140 and 160.

각각의 반도체층(110, 130)은, 예를 들면, GaN계반도체, ZnO계반도체, GaAs계반도체, GaP계반도체, 및 GaAsP계반도체와 같은 무기반도체로 구성될 수 있다. 반도체층의 형성은 예를 들면, 분자선 에피택시(Molecular beam epitaxy, MBE)방법을 이용하여 수행될 수 있다. 이외에도, 반도체층들은 III-V 족 반도체, II-VI 족 반도체, 및 Si로 구성된 군으로부터 적절히 선택되어 구현될 수 있다. 반도체층들(110, 130)은 전술한 반도체에 각각의 도전형을 고려하여 적절한 불순물로 도핑된다.Each of thesemiconductor layers 110 and 130 may be formed of, for example, an inorganic semiconductor such as a GaN based semiconductor, a ZnO based semiconductor, a GaAs based semiconductor, a GaP based semiconductor, or a GaAsP based semiconductor. The formation of the semiconductor layer may be performed using, for example, a molecular beam epitaxy (MBE) method. In addition, the semiconductor layers may be appropriately selected from the group consisting of a group III-V semiconductor, a group II-VI semiconductor, and Si. Thesemiconductor layers 110 and 130 are doped with an appropriate impurity in consideration of the respective conductivity type to the semiconductor described above.

활성층(120)은 발광을 활성화시키는 층으로서, 제1도전형 반도체층(110) 및 제2도전형 반도체층(130)의 에너지 밴드 갭보다 적은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질을 이용하여 형성한다. 예를 들어 제1도전형 반도체층(110) 및 제2도전형 반도체층(130)이 GaN계 화합물 반도체인 경우, GaN의 에너지 밴드 갭보다 적은 에너지 밴드 갭을 갖는 InAlGaN계 화합물 반도체를 이용하여 활성층(120)을 형성할 수 있다. 즉, 활성층(120)은 In_xAl_yGa_(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)일 수 있다.Theactive layer 120 is a layer that activates light emission and is formed using a material having an energy band gap less than that of the firstconductive semiconductor layer 110 and the secondconductive semiconductor layer 130. For example, when the firstconductive semiconductor layer 110 and the secondconductive semiconductor layer 130 are GaN-based compound semiconductors, the active layer is formed using an InAlGaN-based compound semiconductor having an energy band gap smaller than that of GaN. 120 may be formed. That is, theactive layer 120 may be In_x Al_y Ga_(1-xy) N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1).

이때, 활성층(120)의 특성상, 불순물은 도핑되지 않는 것이 바람직하며, 구성물질의 몰비를 조절하여 발광하는 빛의 파장을 조절할 수도 있다. 따라서, 반도체 발광소자(100)는 활성층(120)의 특성에 따라 적외선, 가시광선, 및 자외선 중 어느 하나의 빛을 발광할 수 있다.At this time, it is preferable that the impurities are not doped due to the characteristics of theactive layer 120, and the wavelength of light emitted by controlling the molar ratio of the constituent material may be adjusted. Therefore, the semiconductorlight emitting device 100 may emit light of any one of infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays according to the characteristics of theactive layer 120.

전극층들(140, 160)은 각각 동일한 도전형의 반도체층에 전압을 인가하기 위한 층들이므로 전기전도성을 고려하여 금속을 포함할 수 있다. 즉, 전극층들(140, 160)은 반도체층들(110, 130)을 외부전원(미도시)과 전기적으로 연결하는 전극이다. 전극층들(140, 160)은 예를 들면, n형 전극으로는 Ti를, p형 전극으로는 Pd 또는 Au를 포함할 수 있다.Since theelectrode layers 140 and 160 are layers for applying a voltage to the same conductive semiconductor layer, theelectrode layers 140 and 160 may include a metal in consideration of electrical conductivity. That is, theelectrode layers 140 and 160 are electrodes that electrically connect thesemiconductor layers 110 and 130 to an external power source (not shown). Theelectrode layers 140 and 160 may include, for example, Ti as an n-type electrode and Pd or Au as a p-type electrode.

제1전극층(160)은 제1도전형 반도체층(110)에, 제2전극층(140)은 제2도전형 반도체층(130)에 각각 접속되므로 서로 다른 도전형에 접속되는 특성상, 전극절연부(150)를 통하여 서로 전기적으로 분리된다. 전극절연부(150)은 전기전도성이 낮은 물질로 구성되는 것이 바람직하므로 예를 들어, SiO₂와 같은 산화물을 포함할 수 있다.Since thefirst electrode layer 160 is connected to the firstconductive semiconductor layer 110 and thesecond electrode layer 140 is connected to the secondconductive semiconductor layer 130, the electrode insulating part is connected to different conductive types. Electrically separated from each other through 150. Since theelectrode insulating part 150 is preferably made of a material having low electrical conductivity, for example, theelectrode insulating part 150 may include an oxide such as SiO₂ .

제1전극층(160)은, 제1도전형 반도체층(110)에 전기적으로 접속되고 제2도전형 반도체층(130) 및 활성층(120)는 전기적으로 절연되도록 제1전극층(160)의 일면으로부터 제1도전형 반도체층(110)의 적어도 일부 영역까지 연장된 하나 또는 그 이상의 콘택홀(161)을 포함한다.Thefirst electrode layer 160 is electrically connected to the firstconductive semiconductor layer 110, and the secondconductive semiconductor layer 130 and theactive layer 120 are electrically insulated from one surface of thefirst electrode layer 160. One or more contact holes 161 extend to at least a portion of the firstconductive semiconductor layer 110.

제2전극층(140)은 제2도전성 기판(172)과 전기적으로 연결되고 제1전극층(160)과는 전기적으로 절연되도록 제1전극층(160)을 관통하여 형성된 하나 또는 그 이상의 제2도전성 기판 연결부(141)를 포함한다. 콘택홀(161) 및 제2도전성 기판 연결부(141)에 대하여는 도3을 참조하여 이하 더 설명하기로 한다.One or more second conductive substrate connection portions formed through thefirst electrode layer 160 to be electrically connected to the secondconductive substrate 172 and electrically insulated from thefirst electrode layer 160. 141. Thecontact hole 161 and the second conductivesubstrate connecting portion 141 will be further described below with reference to FIG. 3.

제2전극층(140)은 활성층(120)으로부터 발생한 빛을 반사시키는 것이 바람직하다. 제2전극층(140)은 활성층(120)의 하측에 위치하므로 활성층(120)을 기준으로 하여 반도체 발광소자(100)의 발광방향과 반대면에 위치한다. 활성층(120)으로부터 제2전극층(140)로 진행하는 반도체 발광소자(100)의 발광방향과 반대방향이고, 제2 전극층(140)을 향하여 진행하는 빛은 반사되어야 발광효율이 증가된다. 따라서, 제2전극층(140)이 광반사성을 나타낸다면 반사된 빛은 발광면으로 향하게 되고, 반도체 발광소자(100)의 발광효율이 증가된다.Thesecond electrode layer 140 preferably reflects light generated from theactive layer 120. Since thesecond electrode layer 140 is positioned below theactive layer 120, thesecond electrode layer 140 is positioned on a surface opposite to the light emitting direction of the semiconductorlight emitting device 100 based on theactive layer 120. The light emitting efficiency of the semiconductorlight emitting device 100 traveling from theactive layer 120 to thesecond electrode layer 140 is opposite to that of the semiconductorlight emitting device 100 and the light traveling toward thesecond electrode layer 140 is reflected. Therefore, when thesecond electrode layer 140 exhibits light reflectivity, the reflected light is directed toward the light emitting surface, and the light emitting efficiency of the semiconductorlight emitting device 100 is increased.

활성층(120)으로부터 발생한 빛을 반사시키기 위하여 제2전극층(140)은 가시광선영역에서 백색계열인 금속인 것이 바람직한데, 예를 들면, Ag, Al, 및 Pt 중 어느 하나일 수 있다.In order to reflect the light generated from theactive layer 120, thesecond electrode layer 140 is preferably a white-based metal in the visible light region. For example, thesecond electrode layer 140 may be any one of Ag, Al, and Pt.

도전성 기판(171, 172, 180)은, 제1전극층(160)과 접촉하는 제1도전성 기판(171), 제2도전성 기판 연결부(141)를 통하여 제2전극층(140)과 접촉하는 제2도전성 기판(172), 및 제1 및 제2도전성 기판(171, 172)을 전기적으로 분리하는 전극절연부(150)를 포함한다.Theconductive substrates 171, 172, and 180 may contact thesecond electrode layer 140 through the firstconductive substrate 171 and the second conductivesubstrate connecting portion 141 to contact thefirst electrode layer 160. Thesubstrate 172 may include anelectrode insulating unit 150 that electrically separates the first and secondconductive substrates 171 and 172.

제1도전성 기판(171) 및 제2도전성 기판(172)는 금속성 기판이거나 전도성 반도체 기판일 수 있다. 제1 및 제2도전성 기판(171, 172)이 금속인 경우, Au, Ni, Cu, 및 W 중 어느 하나의 금속으로 구성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2도전성 기판(171, 172)이 반도체 기판인 경우, Si, Ge, 및 GaAs 중 어느 하나의 반도체 기판일 수 있다. 격자부정합이 비교적 낮은 사파이어 기판같은 부도전성 기판을 성장기판으로 사용한 후, 부도전성 기판을 제거하고 형성한다.The firstconductive substrate 171 and the secondconductive substrate 172 may be metallic substrates or conductive semiconductor substrates. When the first and secondconductive substrates 171 and 172 are metals, the first and secondconductive substrates 171 and 172 may be made of any one metal of Au, Ni, Cu, and W. In addition, when the first and secondconductive substrates 171 and 172 are semiconductor substrates, the semiconductor substrate may be any one of Si, Ge, and GaAs. After using a non-conductive substrate such as a sapphire substrate having a relatively low lattice mismatch as a growth substrate, the non-conductive substrate is removed and formed.

기판절연부(180)는 도전형이 서로 다른 제1 및 제2도전성 기판(171, 172)을 전기적으로 분리시킨다. 따라서, 전기전도성이 낮은 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기판절연부(180)은 SiO₂와 같은 산화물을 포함할 수 있다.Thesubstrate insulating unit 180 electrically separates the first and secondconductive substrates 171 and 172 having different conductivity types. Therefore, it is desirable to be composed of a material having low electrical conductivity. For example, thesubstrate insulation unit 180 may include an oxide such as SiO₂ .

도전성 기판(171, 172, 180)은 도금법 또는 기판접합법과 같은 공지의 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 상술하면, 도금법은 씨드층을 형성하여 기판을 형성하거나, 도전성 기판(171, 172, 180)을 별도로 준비하여 Au, Au-Sn, 또는 Pb-Sr과 같은 도전성 접착제를 이용하여 제1전극층(160)에 접합시키는 기판접합법이 이용될 수 있다. 다만, 도전성 기판(171, 172, 180)이 전극층들(140, 160)을 외부전원(미도시)과 전기적으로 연결하기 위한 것이므로 소정길이로 형성되어야 하는 점을 고려하여 도금법을 이용하는 것이 바람직하다.Theconductive substrates 171, 172, 180 may be formed using a known method such as a plating method or a substrate bonding method. In detail, the plating method forms a seed layer to form a substrate, or separately prepares theconductive substrates 171, 172, and 180 to form thefirst electrode layer 160 using a conductive adhesive such as Au, Au-Sn, or Pb-Sr. A substrate bonding method for bonding to () may be used. However, since theconductive substrates 171, 172, and 180 are for electrically connecting the electrode layers 140 and 160 to an external power source (not shown), it is preferable to use the plating method in consideration of the fact that theconductive substrates 171, 172, and 180 are formed to have a predetermined length.

도2a는 도1의 반도체 발광소자의 평면도이고, 도2b는 도1의 반도체 발광소자의 저면도이며, 도3은 도2a에 도시된 반도체 발광소자의 상면 중, A-A'선에서의 단면도이다.FIG. 2A is a plan view of the semiconductor light emitting device of FIG. 1, FIG. 2B is a bottom view of the semiconductor light emitting device of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of the top surface of the semiconductor light emitting device shown in FIG. to be.

도2a를 참조하면, 반도체 발광소자(100)의 상면에는 실제 반도체 발광소자(100)의 상면에는 나타나지 않지만 콘택홀(161)의 위치를 표시하기 위하여 콘택홀(161)을 점선으로 도시하였다. 또한, 기판절연부(180)의 위치를 표시하기 위하여 B 및 B' 선을 이용하여 기판절연부(180)의 영역(130), 제1도전성 기판(171)의 영역(110) 및 제2도전성 기판(172)의 영역(130)을 표시하였다(도2b 참조).Referring to FIG. 2A, thecontact hole 161 is illustrated by a dotted line to indicate the position of thecontact hole 161 although it does not appear on the upper surface of the semiconductorlight emitting device 100. In addition, theregion 130 of thesubstrate insulation portion 180, theregion 110 of the firstconductive substrate 171, and the second conductive portion are formed by using lines B and B ′ to indicate the position of thesubstrate insulation portion 180. Theregion 130 of thesubstrate 172 is shown (see FIG. 2B).

도2a에서 콘택홀(161)은 6개가 표시되어 있는데, 그 중, 3개는 제1도전성 기판 영역 상에, 나머지 3개는 제2도전성 기판 영역(120) 상에 위치하고 있다. 따라서, 제2도전성 기판 영역(120)상에 위치한 콘택홀(161)은 제1도전성 기판상의 콘택홀(161)과 소정의 배선부(162)를 이용하여 전기적으로 연결될 수 있다.In FIG. 2A, sixcontact holes 161 are shown, three of which are positioned on the first conductive substrate region and three of which are on the secondconductive substrate region 120. Therefore, thecontact hole 161 located on the secondconductive substrate region 120 may be electrically connected to thecontact hole 161 on the first conductive substrate using thepredetermined wiring unit 162.

도3을 참조하면, 제1전극층(160)상에 형성된 콘택홀(161)이 도시되어 있다. 콘택홀(161)은 제1도전형 반도체층(110)에 전기적으로 접속되고 제2도전형 반도체층(130) 및 활성층(120)는 전기적으로 절연되도록 제1전극층(160)의 일면으로부터 제1도전형 반도체층(110)의 적어도 일부 영역까지 연장되어 있다.Referring to FIG. 3, acontact hole 161 formed on thefirst electrode layer 160 is illustrated. Thecontact hole 161 may be electrically connected to the firstconductive semiconductor layer 110, and the firstconductive semiconductor layer 130 and theactive layer 120 may be electrically insulated from one surface of thefirst electrode layer 160. It extends to at least a partial region of theconductive semiconductor layer 110.

콘택홀(161)은 제1전극층(160) 및 제2전극층(140)의 계면에서부터 제1도전형 반도체층(110) 내부까지 연장된다. 콘택홀(161)은 제2도전형 반도체층(130) 및 활성층(120)을 통과하여 제1도전형 반도체층(110)까지 연장되고, 적어도 활성층(120) 및 제1도전형 반도체층(110)의 계면까지는 연장된다. 바람직하게는 제1도전형 반도체층(110)의 일부까지 연장된다. 다만, 콘택홀(161)은 전기적 연결 및 전류분산을 위한 것이므로 제1도전형 반도체층(110)과 접촉하면 목적을 달성하므로 제1도전형 반도체층(110)의 외부표면까지 연장될 필요는 없다.Thecontact hole 161 extends from the interface of thefirst electrode layer 160 and thesecond electrode layer 140 to the inside of the firstconductive semiconductor layer 110. Thecontact hole 161 extends through the secondconductive semiconductor layer 130 and theactive layer 120 to the firstconductive semiconductor layer 110, and at least theactive layer 120 and the first conductive semiconductor layer 110. ) Extends to the interface. Preferably, it extends to a part of the firstconductive semiconductor layer 110. However, since thecontact hole 161 is for electrical connection and current distribution, thecontact hole 161 does not need to extend to the outer surface of the firstconductive semiconductor layer 110 because thecontact hole 161 serves the purpose. .

콘택홀(161)은 제1도전형 반도체층(110)에 전류를 분산시키기 위한 것이므로 소정면적을 가져야 한다. 콘택홀(161)은 제1도전형 반도체층(110)상에 전류가 균일하게 분포될 수 있는 가능한 작은 면적으로 소정개수 형성되는 것이 바람직하다. 콘택홀(161)이 너무 적은 개수로 형성되면 전류분산이 어려워져 전기적 특성이 악화될 수 있고, 너무 많은 개수로 형성되면 형성을 위한 공정의 어려움 및 활성층의 감소로 인한 발광면적의 감소가 초래되므로 이러한 조건을 고려하여 그 개수는 적절히 선택될 수 있다. 따라서, 콘택홀(161)은 가능한 한 적은 면적을 차지하면서 전류분산이 효과적인 형상으로 구현된다.Since thecontact hole 161 is to disperse current in the firstconductive semiconductor layer 110, thecontact hole 161 should have a predetermined area. The number of contact holes 161 is preferably formed on the firstconductive semiconductor layer 110 in a predetermined number as small as possible to distribute the current evenly. If the contact holes 161 are formed in too small a number, current dispersion becomes difficult, and thus the electrical characteristics may be deteriorated. If the contact holes 161 are formed in a too small number, the light emitting area may be reduced due to difficulty in forming and reduction of the active layer. In consideration of these conditions, the number may be appropriately selected. Therefore, thecontact hole 161 is implemented in a shape in which current distribution is effective while occupying as little area as possible.

콘택홀(161)은 제2전극층(120)으로부터 제1도전형 반도체층(110) 내부까지 형성되는데, 제1도전형 반도체층의 전류분산을 위한 것이므로 제2도전형 반도체층(130) 및 활성층(120)과는 전기적으로 분리될 필요가 있다. 따라서, 제2전극층(120), 제2도전형 반도체층(130) 및 활성층(120)과 전기적으로 분리되는 것이 바람직하다. 따라서, 전극절연부(150)는 콘택홀(161)의 둘레를 감싸면서 연장될 수 있다. 이와 함께, 콘택홀(161)이 제2도전성 기판(172) 상측에 존재하는 경우, 제1전극층(160)은 제2도전성 기판(172)와 전기적으로 분리되는 것이 바람직하다.Thecontact hole 161 is formed from thesecond electrode layer 120 to the inside of the firstconductive semiconductor layer 110. Since thecontact hole 161 is for dispersing current of the first conductive semiconductor layer, the secondconductive semiconductor layer 130 and the active layer are formed. It is necessary to be electrically separated from the 120. Therefore, thesecond electrode layer 120, the secondconductive semiconductor layer 130, and theactive layer 120 may be electrically separated from each other. Therefore, theelectrode insulating part 150 may extend while surrounding the circumference of thecontact hole 161. In addition, when thecontact hole 161 is present above the secondconductive substrate 172, thefirst electrode layer 160 may be electrically separated from the secondconductive substrate 172.

제2전극층(140)은 제2도전성 기판(172)과 전기적으로 연결되고 제1전극층(160)과는 전기적으로 절연되도록 제1전극층(160)을 관통하여 형성된 하나 또는 그 이상의 제2도전성 기판 연결부(141)를 포함한다. 도3에서, 제2도전성 기판 연결 부(141)는 제2전극층(140)과 점선으로 분리되도록 도시되어 있는데, 이는 제2도전성 기판 연결부(141)가 제2전극층(140)이 연장되어 형성될 수 있고, 또는 별도로 다른 전극물질을 사용하여 형성될 수 있음을 의미한다.One or more second conductive substrate connection portions formed through thefirst electrode layer 160 to be electrically connected to the secondconductive substrate 172 and electrically insulated from thefirst electrode layer 160. 141. In FIG. 3, the second conductivesubstrate connection part 141 is shown to be separated from thesecond electrode layer 140 by a dotted line, which is formed by extending thesecond electrode layer 140. It can mean, or can be formed using another electrode material separately.

제2도전성 기판 연결부(141)를 통하여 제2전극층(140)은 제2도전성 기판(172)와 전기적으로 연결되고, 그에 따라 반도체 발광소자(100)는 활성층(120)으로부터 생성된 광의 발광방향에 별도의 본딩패드를 구비할 필요가 없어 보다 높은 광추출효율을 얻을 수 있다.Thesecond electrode layer 140 is electrically connected to the secondconductive substrate 172 through the second conductivesubstrate connecting portion 141. Accordingly, the semiconductorlight emitting device 100 is disposed in the light emitting direction of the light generated from theactive layer 120. It is not necessary to provide a separate bonding pad can obtain a higher light extraction efficiency.

제1 및 제2도전성 기판(171, 172)의 길이(l)는 80 ㎛ 이상인 것이 바람직한데, 제1 및 제2도전성 기판(171, 172)의 길이가 소정길이 이상인 경우 별도의 전극패드 없이 그대로 패키지에 장착할 수 있으므로 공정면에서 효율이 높다. 또한, 반도체 발광소자 패키지의 리드프레임 간 거리를 고려하여 양 기판(171, 172) 사이의 기판절연부(180)의 두께(d1)는 50 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다. 다만, 기판절연부(180)의 두께는 적용할 패키지에 따라 조절될 수 있다.The length l of the first and secondconductive substrates 171 and 172 is preferably 80 μm or more. When the lengths of the first and secondconductive substrates 171 and 172 are longer than or equal to a predetermined length, they are without a separate electrode pad. It can be mounted in a package, which is highly efficient in terms of process. In addition, in consideration of the distance between the lead frames of the semiconductor light emitting device package, the thickness d1 of thesubstrate insulation unit 180 between thesubstrates 171 and 172 may be 50 μm to 100 μm. However, the thickness of thesubstrate insulation 180 may be adjusted according to the package to be applied.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지의 단면도이다. 본 발명의 다른 측면에 따르면 반도체 발광소자 패키지(200)가 제공된다. 반도체 발광소자 패키지(200)는 상면에 홈부가 형성된 발광소자 패키지 본체(241a, 241b, 242); 패키지 본체(241a, 241b, 242)에 장착되고, 홈부의 저면에 노출되고 서로 소 정거리 이격되어 있는 제1리드프레임(251a) 및 제2리드프레임( 251b); 및 제1리드프레임(251a) 및 제2리드프레임(251b) 상에 실장되는 발광소자(210, 221, 222, 230);를 포함한다. 반도체 발광소자는 도1을 참조하여 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자이다. 이하, 기설명한 동일 구성요소에 대하여는 설명을 생략하기로 한다.4 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device package according to an embodiment of the present invention. According to another aspect of the present invention, a semiconductor light emittingdevice package 200 is provided. The semiconductor light emittingdevice package 200 may include a light emittingdevice package body 241a, 241b, and 242 having grooves formed on an upper surface thereof; Afirst lead frame 251a and asecond lead frame 251b mounted on thepackage bodies 241a, 241b, and 242 and exposed to the bottom of the groove and spaced apart from each other by a predetermined distance; And light emittingdevices 210, 221, 222, and 230 mounted on thefirst lead frame 251a and thesecond lead frame 251b. The semiconductor light emitting device is a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention described with reference to FIG. 1. Hereinafter, the description of the same components described above will be omitted.

반도체 발광소자(210, 221, 222, 230)는 제1 및 제2반도체층, 활성층, 및 각각의 전극층을 포함하는 발광부(210) 및 도전성 기판(221, 222, 230)을 포함한다. 도전성 기판(221, 222, 230)에서 제1도전성 기판(211)은 제1리드프레임(251a)과 전기적으로 연결되고, 제2도전성 기판(172)은 제2리드프레임(252a)과 서로 접촉하도록 위치한다.The semiconductorlight emitting devices 210, 221, 222, and 230 may include alight emitting part 210 including first and second semiconductor layers, an active layer, and an electrode layer, and aconductive substrate 221, 222, 230. In theconductive substrates 221, 222, and 230, the first conductive substrate 211 is electrically connected to thefirst lead frame 251a, and the secondconductive substrate 172 is in contact with the second lead frame 252a. Located.

반도체 발광소자(210, 221, 222, 230)는 도전성 기판을 기판절연부(230)를 이용하여 전기적으로 분리하고 제1도전성 기판(221) 및 제2도전성 기판(222)을 각각의 도전성을 갖는 리드프레임에 연결함으로써 간단한 공정으로 실장할 수 있다. 본 발명에 따른 반도체 발광소자는 발광효율을 최대한 보장할 수 있으면서도 수직형 구조를 가지면서 비교적 간단한 다이본딩 형식으로 패키지상에 실장될 수 있다. 따라서, 비교적 저비용으로 공정수행이 가능하다.The semiconductorlight emitting devices 210, 221, 222, and 230 electrically separate the conductive substrate using thesubstrate insulating unit 230, and have the firstconductive substrate 221 and the secondconductive substrate 222 having conductivity. By connecting to the leadframe, it can be mounted in a simple process. The semiconductor light emitting device according to the present invention can be mounted on the package in a relatively simple die bonding type while having a vertical structure while ensuring the luminous efficiency as much as possible. Therefore, the process can be performed at a relatively low cost.

이를 위하여, 기판절연부의 두께는 제1리드프레임 및 제2리드프레임의 사이 의 간격과 동일하거나 큰 것이 바람직하다. 예를 들면, 기판절연부의 두께는 50 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다. 또한, 실장의 용이성을 고려하여, 도전성 기판(221, 222, 230)의 두께는 80 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.For this purpose, the thickness of the substrate insulating portion is preferably equal to or greater than the distance between the first lead frame and the second lead frame. For example, the thickness of the substrate insulating portion may be 50 μm to 100 μm. In addition, in consideration of ease of mounting, the thickness of theconductive substrates 221, 222, 230 is preferably 80 μm or more.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The invention is not to be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but should be construed by the appended claims. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various forms of substitution, modification, and alteration are possible within the scope of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention.

도2a는 도1의 반도체 발광소자의 평면도이고, 도2b는 도1의 반도체 발광소자의 저면도이다.2A is a plan view of the semiconductor light emitting device of FIG. 1, and FIG. 2B is a bottom view of the semiconductor light emitting device of FIG.

도3은 도2a에 도시된 반도체 발광소자의 상면 중, A-A'선에서의 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the top surface of the semiconductor light emitting device shown in FIG. 2A.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device package according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100반도체 발광소자110제1도전형 반도체층100 SemiconductorLight Emitting Device 110 First Conductive Semiconductor Layer

120활성층130제2도전형 반도체층120Active layer 130 Second conductive semiconductor layer

140제2전극층150전극절연부140Second electrode layer 150 Electrode insulation

160제1전극층171제1도전성 기판160First electrode layer 171 First conductive substrate

172제2도전성 기판173기판절연부172 Second conductive substrate 173 Substrate insulation