KR100649768B1 - Nitride semiconductor light emitting device - Google Patents

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KR100649768B1
KR100649768B1 KR1020050132039A KR20050132039A KR100649768B1 KR 100649768 B1 KR100649768 B1 KR 100649768B1 KR 1020050132039 A KR1020050132039 A KR 1020050132039A KR 20050132039 A KR20050132039 A KR 20050132039A KR 100649768 B1 KR100649768 B1 KR 100649768B1
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nitride semiconductor
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마사요시 코이케
김범준
양정자
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삼성전기주식회사
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Abstract

A nitride semiconductor LED is provided to stably guarantee reliability of a light emitting device even in a condition of high output by greatly reducing a decrease of output efficiency even in a condition of a high current density. A light emitting structure includes p-type and n-type nitride semiconductor layers and an active layer formed between the p-type and n-type nitride semiconductor layers. P-side and n-side electrodes have a plurality of extension parts which are alternately arranged at regular intervals, respectively connected to the upper surfaces of the p-type and n-type nitride semiconductor layers. The extension part of the p-side electrode has a width of 2~50 micrometers. An interval between the extension part of the p-side electrode and the extension part of an adjacent p-side electrode is at least twice the width of the extension part of the p-side electrode.

Description

질화물 반도체 발광소자{NITRIDE SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}Nitride Semiconductor Light Emitting Device {NITRIDE SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}

도1a 및 도1b는 각각 종래의 고출력용 질화물 반도체 발광소자를 나타내는 상부 평면도 및 측단면도이다.1A and 1B are a top plan view and a side cross-sectional view, respectively, of a conventional high output nitride semiconductor light emitting device.

도2는 전류 밀도의 증가에 따른 출력변화를 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing a change in output with increasing current density.

도3은 본 발명에서 채용된 원리를 설명하기 위한 질화물 반도체 발광소자의 전류분포를 나타내는 개략도이다.3 is a schematic diagram showing a current distribution of a nitride semiconductor light emitting device for explaining the principle employed in the present invention.

도4a 및 도4b는 p형 전극 폭의 변화에 따른 출력변화를 나타내는 그래프이다.4A and 4B are graphs showing the output change according to the change of the p-type electrode width.

도5a 및 도5b는 p형 전극 간격의 변화에 따른 출력변화를 나타내는 그래프이다.5A and 5B are graphs showing a change in output according to a change in a p-type electrode gap.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

11,21,61: 기판 15a,25a,65a: n형 질화물 반도체층11, 21, 61: substrate 15a, 25a, 65a: n-type nitride semiconductor layer

15b,25b,65b: 활성층 15c,25c,65c: p형 질화물 반도체층15b, 25b, 65b: active layer 15c, 25c, 65c: p-type nitride semiconductor layer

17,27,67: n측 전극 17,27,67: p측 전극 17,27,67: n-side electrode 17,27,67: p-side electrode

본 발명은 질화물 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 높은 전류밀도의 인가조건에서 출력효율의 저하를 방지할 수 있는 고출력 질화물 반도체 발광소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nitride semiconductor light emitting device, and more particularly to a high output nitride semiconductor light emitting device capable of preventing a decrease in output efficiency under high current density application conditions.

일반적으로, 질화물 반도체는 GaN, InN, AlN 등과 같은 Ⅲ-Ⅴ족 반도체결정으로서, 단파장광(자외선 내지 녹색광), 특히 청색광을 낼 수 있는 발광소자에 널리 사용된다. In general, nitride semiconductors are group III-V semiconductor crystals such as GaN, InN, AlN, and the like, and are widely used in light emitting devices capable of emitting short wavelength light (ultraviolet to green light), especially blue light.

이러한 질화물 반도체 발광소자는 발광효율을 향상을 위해서, 균일한 전류분산이 중요한 과제로 인식되고 있다. 특히, 2개의 전극이 발광구조의 상면에 거의 수평으로 배열되는 플래너(planar)구조 질화물 발광소자는, 수직(vertical)구조 발광소자에 비해 전류흐름이 전체 발광영역에 균일하게 분포하지 못하므로, 발광에 가담하는 유효면적이 크지 못하다는 문제가 있다.In such a nitride semiconductor light emitting device, uniform current distribution is recognized as an important problem in order to improve luminous efficiency. In particular, planar nitride light emitting devices in which two electrodes are arranged almost horizontally on an upper surface of the light emitting structure have a uniform current flow in the entire light emitting area than a vertical structure light emitting device, There is a problem that the effective area to participate in is not large.

한편, 조명용 발광소자와 같이 고출력을 위해서, 발광소자는 점차 대면적화(예, 1000㎛ ×1000㎛)되는 추세에 있다. 하지만, 발광소자는 대면적화될수록, 전체면적에서 균일한 전류분포를 실현하는 것은 보다 어려운 문제로 제기된다. 이와 같이, 대면적화에 따른 전류분산효율문제는 플래너구조뿐만 아니라, 수직구조 질화물 발광소자에서도 중요한 기술적 과제로 인식되고 있다.On the other hand, for high output, such as a light emitting device for lighting, the light emitting device has a tendency to gradually increase the large area (for example, 1000㎛ 1000㎛). However, the larger the light emitting element is, the more difficult it is to realize a uniform current distribution over the entire area. As such, the current dispersion efficiency problem due to the large area has been recognized as an important technical problem in not only the planar structure but also the vertical nitride light emitting device.

종래에는, 전류밀도를 향상시키고 면적효율성을 향상시키기 위해, 주로 다양한 p측 전극과 n측 전극의 형태과 배열을 개선하는 방향으로 연구되어 왔다.Background Art Conventionally, in order to improve current density and area efficiency, studies have been mainly conducted in improving the shape and arrangement of various p-side electrodes and n-side electrodes.

일예로, 미국등록특허 제6,486,499호(공고일: 2002.11.26)에는 도2에 도시된 바와 같이 전극지구조를 이용하여 유효발광면적을 증가시키는 방안이 개시되어 있다. 이를 도1a 및 도1b를 참조하여 설명한다. For example, US Patent No. 6,486,499 (notice date: November 26, 2002) discloses a method of increasing the effective light emitting area using an electrode finger structure as shown in FIG. This will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.

도1b와 함께 도1a를 참조하면, p측 전극(18)과 n측 전극(17)이 모두 상부를 향한 플래너구조 질화물 반도체 발광소자(10)가 도시되어 있다. Referring to FIG. 1A together with FIG. 1B, a planar structure nitride semiconductor light emitting device 10 is shown in which both the p-side electrode 18 and the n-side electrode 17 face upwards.

상기 질화물 반도체 발광소자(10)는 사파이어 기판(11)과, 상기 기판(11) 상에 순차적으로 형성된 n형 질화물 반도체층(15a), 활성층(15b) 및 p형 질화물 반도체층(15c)을 포함한 구조를 가지며, 상기 p형 질화물 반도체층(15c) 상에는 전체 면에 전류 분산효과를 위해서 Ni/Au 또는 ITO 등과 같은 투명전극층(미도시)를 추가적으로 구비할 수도 있다. The nitride semiconductor light emitting device 10 includes a sapphire substrate 11, an n-type nitride semiconductor layer 15a, an active layer 15b, and a p-type nitride semiconductor layer 15c sequentially formed on the substrate 11. The structure may further include a transparent electrode layer (not shown) such as Ni / Au or ITO on the entire surface of the p-type nitride semiconductor layer 15c for current dispersing effect.

도1a에 도시된 바와 같이, 상기 n측 전극(17)과 상기 p측 전극은 서로 일정한 간격(d1=d2)을 갖도록 연장되어 맞물린(interdigitated) 다수의 전극지를 포함한다. 이러한 전극구조에서는 추가적인 전류경로를 제공하여 넓은 유효발광면적을 보장할 뿐만 아니라, 일정한 간격으로 형성되어 균일한 전류흐름을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 1A, the n-side electrode 17 and the p-side electrode include a plurality of interdigitated electrode fingers extending to have a constant distance (d1 = d2) from each other. In such an electrode structure, an additional current path may be provided to ensure a wide effective light emitting area, and may be formed at regular intervals to form a uniform current flow.

이와 같이, 종래의 전극의 형태과 배열을 개선하는 방안에서도, 고출력을 안정적으로 보장할 수 있는데 문제를 가지고 있다. p측 전극부근의 p형 도전형 질화물 반도체층에서 전류밀도가 증가함에 따라 출력효율이 급격히 저하되는 현상을 갖는다. 보다 구체적으로, 도2에 나타난 바와 같이, 약 2 A/㎠부근부터 급격히 출력효율이 저하되어 10 A/㎠을 초과하면 초기 출력의 60%수준으로 낮은 출력효율을 갖는 것으로 확인되었다. As described above, even in the conventional scheme of improving the shape and arrangement of the electrodes, there is a problem in that the high output can be stably ensured. As the current density increases in the p-type conductive nitride semiconductor layer near the p-side electrode, the output efficiency rapidly decreases. More specifically, as shown in Figure 2, the output efficiency is rapidly reduced from about 2 A / ㎠ around 10 A / ㎠ was found to have a low output efficiency at the level of 60% of the initial output.

이러한, 전류밀도의 증가에 따른 출력효율 저하문제는 종래와 같이 단순한 전극배열만으로는 해결되지 않는 문제로서, 조명용 고출력 발광소자를 안정적인 신뢰성을 확보하는데 큰 장애가 되고 있다.Such a problem of lowering the output efficiency due to the increase of the current density is not a problem that can be solved by a simple electrode arrangement as in the prior art, and has become a major obstacle in securing stable reliability of a high-power light emitting device for lighting.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은p측 전극의 폭과 간격을 적절한 범위로 한정함으로써 전류밀도의 증가에 따른 출력효율 저하방지를 감소시킨 질화물 반도체 발광소자를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a nitride semiconductor light emitting device which reduces the reduction in output efficiency caused by an increase in current density by limiting the width and spacing of the p-side electrode to an appropriate range. It is.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은In order to achieve the above technical problem, the present invention

p형 및 n형 질화물 반도체층과 그 사이에 형성된 활성층을 갖는 발광구조물; 및, 상기 p형 및 n형 질화물 반도체층 상에 각각 접속되며, 서로 일정한 간격을 갖 도록 교대로 배열된 복수의 연장부를 갖는 p측 및 n측 전극을 포함하며, 상기 p측 전극의 연장부는 2∼50㎛의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자를 제공한다.a light emitting structure having p-type and n-type nitride semiconductor layers and an active layer formed therebetween; And p-side and n-side electrodes connected to the p-type and n-type nitride semiconductor layers, respectively, and having a plurality of extension portions alternately arranged to have a predetermined distance from each other, wherein the extension portion of the p-side electrode is 2 A nitride semiconductor light emitting device having a width of ˜50 μm is provided.

바람직하게는, 상기 p측 전극의 연장부와 다른 인접한 p측 전극의 연장부의 간격이 상기 p측 전극의 연장부 폭의 2배 이상이며, 보다 바람직하게는, 상기 p측 전극의 연장부를 20∼200㎛의 간격을 갖도록 배열한다. Preferably, the interval between the extension of the p-side electrode and the extension of another adjacent p-side electrode is at least two times the width of the extension of the p-side electrode, and more preferably, the extension of the p-side electrode is 20 to Arrange to have a spacing of 200 μm.

본 발명은 전극의 동일한 상면에 배열된 플래너구조뿐만 아니라, 수직구조 질화물 발광소자에도 유사하게 적용될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물은 상기 n형 질화물 반도체층의 일측에 형성된 절연성 기판을 더 포함하고, 상기 발광구조물은 상기 n형 질화물 반도체층의 복수의 영역이 노출되도록 메사에칭된 구조를 가지며, 상기 p측 및 n측 전극은 상기 p형 질화물 반도체층 상면과 상기 n형 질화물 반도체층의 노출된 상면에 각각 형성된 구조일 수 있으며, 이와 달리, 상기 발광구조물은 상기 p형 질화물 반도체층의 일측에 형성된 도전성 기판을 더 포함하고, 상기 p측 및 n측 전극은 상기 도전성 기판의 하면과 상기 n형 질화물 반도체층 상면에 각각 형성된 구조일 수 있다.The present invention can be similarly applied to vertical nitride light emitting devices as well as planar structures arranged on the same upper surface of the electrode. That is, the light emitting structure further includes an insulating substrate formed on one side of the n-type nitride semiconductor layer, the light emitting structure has a structure mesa-etched to expose a plurality of regions of the n-type nitride semiconductor layer, the p side And an n-side electrode may have a structure formed on an upper surface of the p-type nitride semiconductor layer and an exposed upper surface of the n-type nitride semiconductor layer, on the other hand, the light emitting structure may be a conductive substrate formed on one side of the p-type nitride semiconductor layer. Further, wherein the p-side and n-side electrode may have a structure formed on the lower surface of the conductive substrate and the upper surface of the n-type nitride semiconductor layer, respectively.

종래의 전극의 형상 및 배열이 거시적인 전류분포를 개선하지만, 전류밀도의 증가에 따른 출력효율 저하문제를 해결하지 못하여 왔다. 본 발명자는 이를 해결하 는 방안을 강구하여 왔으며, 전류밀도의 증가에 따른 출력효율 저하가 p형 질화물 반도체층에서 발생되는 전류집중화문제에 의해 기인한다는 새로운 인식에 도달하였으며, p측 전극이 적절한 설계를 통해 완화될 수 있다는 사실을 알아 냈다.Although the shape and arrangement of the conventional electrodes improve the macroscopic current distribution, it has not solved the problem of lowering the output efficiency due to the increase of the current density. The present inventors have devised a solution to this problem, and have come to a new recognition that the decrease in output efficiency due to the increase of the current density is caused by the current concentration problem generated in the p-type nitride semiconductor layer. I found out that it can be mitigated.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in more detail.

도3은 본 발명에서 채용된 원리를 설명하기 위한 질화물 반도체 발광소자의 전류분포를 나타내는 개략도이다.3 is a schematic diagram showing a current distribution of a nitride semiconductor light emitting device for explaining the principle employed in the present invention.

도3을 참조하면, 기판 상에 n형 질화물 반도체층, 활성층 및 p형 질화물 반도체층이 순차적으로 형성된 질화물 반도체 발광소자가 도시되어 있다. 도3에 예시된 구조는 수직구조 질화물 반도체 발광소자로서, 상기 기판은 SiC와 같은 도전성 기판이다. Referring to FIG. 3, there is shown a nitride semiconductor light emitting device in which an n-type nitride semiconductor layer, an active layer and a p-type nitride semiconductor layer are sequentially formed on a substrate. The structure illustrated in Fig. 3 is a vertical nitride semiconductor light emitting device, wherein the substrate is a conductive substrate such as SiC.

상기 도전성 기판 하면에 마련된 n측 전극과 상기 p형 질화물 반도체층 상면에 마련된 p측 전극 사이에 전압이 인가되면, 화살표로 표시된 바와 같이, 전류흐름이 형성되어 활성층으로부터 원하는 파장의 광이 방출된다.When a voltage is applied between the n-side electrode provided on the lower surface of the conductive substrate and the p-side electrode provided on the upper surface of the p-type nitride semiconductor layer, a current flow is formed as indicated by the arrow to emit light of a desired wavelength from the active layer.

일반적으로, 저항값은 온도의 상승에 따라 저하되는 경향을 갖는다 특히, p형 질화물 반도체층은 n형 질화물 반도체층에 비해 상대적으로 높은 비저항을 가지므로, 이러한 온도에 따른 저항의 변화에 의한 영향이 크다. In general, the resistance value tends to decrease as the temperature rises. In particular, since the p-type nitride semiconductor layer has a relatively high resistivity compared to the n-type nitride semiconductor layer, the effect of the change in resistance with temperature Big.

도3에 도시된 바와 같이, p측 전극과 n측 전극의 배열을 서로 일정한 간격으로 배열하더라도, 완전하게 균일한 전류분포를 실현되는 것은 불가능하다. 따라서, 국부적으로 전류분포의 차이를 존재하며, 그로 인한 온도상승과 저항의 감소는 필연적으로 발생된다. As shown in Fig. 3, even if the arrangement of the p-side electrode and the n-side electrode is arranged at regular intervals from each other, it is impossible to realize a completely uniform current distribution. Thus, there is a local difference in current distribution, resulting in a rise in temperature and a decrease in resistance.

이러한 현상은 앞서 설명한 바와 같이, 비교적 높은 저항을 갖는 p형 질화물 반도체층에서 심각한 문제로 제기된다. 예를 들어, 전류가 집중되는 A영역과 상대적으로 전류가 덜 집중되는 B영역이 형성되고, 전체적으로 높은 전류밀도가 형성되는 고출력 조건에서, A영역이 B영역보다 온도가 상승되면서 저항값이 B영역보다 저하된다. 이로 인해, 전류의 불균일화는 보다 심각해지고 전체적으로 출력효율은 전류밀도가 높아질수록 현저하게 저하된다. This phenomenon poses a serious problem in the p-type nitride semiconductor layer having a relatively high resistance as described above. For example, in area A where current is concentrated and area B where relatively current is less concentrated, and in a high output condition in which a high current density is formed as a whole, the area A increases in temperature than the area B. It is lowered more. As a result, current non-uniformity becomes more severe, and overall, the output efficiency is markedly lowered as the current density increases.

이와 같이, 이러한 전류밀도의 증가에 따른 전류 불균일화와 출력저하문제는 p형 질화물 반도체층의 높은 비저항에 의한 영향이 크며, 본 발명자는 반복되는 실험과 설계를 통해서, 상기한 문제가 p형 질화물 반도체층과 관련된 p측 전극의 폭과 간격을 적절히 설계함으로써 완화될 수 있다는 사실을 알아 냈다.As described above, the problem of current unevenness and output decrease due to the increase of the current density is largely influenced by the high resistivity of the p-type nitride semiconductor layer. It has been found that it can be relaxed by appropriately designing the width and spacing of the p-side electrode associated with the semiconductor layer.

이하, 높은 전류밀도 하에서도 출력저하를 완화시킬 수 있는 p측 전극의 설계조건을 아래의 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the design conditions of the p-side electrode which can alleviate the output drop even under high current density will be described in more detail with reference to the following examples.

우선, 도2와 유사한 구조의 발광소자를 제조하여, 각 p측 전극의 간격(D)을 100㎛로 하는 동일한 조건에서, p측 전극폭(W)을 통상적으로 사용되는 100 ㎛에서 점차 감소시켜 50 ㎛, 20 ㎛, 10 ㎛로 변경하면서, 전류밀도의 증가에 따른 출력효 율의 변화를 관찰하였다. 그 결과를 도4a 및 도4b에 그래프로서 도시하였다.First, a light emitting device having a structure similar to that of Fig. 2 was fabricated, and the p-side electrode width W was gradually decreased at 100 mu m, which is usually used, under the same conditions in which the distance D of each p-side electrode was 100 mu m. While changing to 50 μm, 20 μm, and 10 μm, the change in output efficiency with increasing current density was observed. The results are shown graphically in Figures 4A and 4B.

도4a를 참조하면, p형 전극 폭(W)이 100 ㎛인 경우에는, 전류밀도의 증가에 따라 출력 효율이 저하되다가, 10 A/㎠를 초과하면서 약 60%의 출력효율로 매우 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이에 반해, p측 전극의 폭(W)이 50 ㎛인 경우에는 출력효율이 저하되는 경향이 눈에 띄게 완화되며, 심지어 30 A/㎠이상인 높은 전류밀도에서도 80%수준의 출력효율을 유지하는 것으로 나타났다. Referring to FIG. 4A, when the p-type electrode width W is 100 μm, the output efficiency decreases with the increase of the current density, and the output efficiency is extremely low at about 60% while exceeding 10 A / cm 2. You can check it. On the other hand, when the width W of the p-side electrode is 50 μm, the tendency of output efficiency is remarkably alleviated, and even at a high current density of 30 A / cm 2 or more, the output efficiency of 80% is maintained. appear.

또한, p측 전극의 폭(W)을 20 ㎛이하(10㎛ 포함)하는 경우에는, 출력효율의 저감문제가 훨씬 더 완화되어, 10 A/㎠까지는 거의 동일한 수준의 출력효율을 유지하고, 30 A/㎠을 초과하는 경우에도 90% 수준에 가까운 출력효율을 유지하는 것을 확인할 수 있었다.In addition, when the width W of the p-side electrode is 20 µm or less (including 10 µm), the problem of reduction in output efficiency is further alleviated, and the output efficiency is maintained at about the same level up to 10 A / cm 2. In the case of exceeding A / ㎠ it was confirmed that the output efficiency close to 90% level.

도4b는 전류밀도 10 A/㎠에서의 p측 전극폭(W)에 따른 출력효율의 변화를 나타낸다. 도4b의 그래프에 나타난 바와 같이, 50 ㎛을 기준으로 하여, 출력효율이 크게 개선되었으며, 20 ㎛이하일 때 가장 높은 출력효율을 유지되고 있음을 확인할 수 있다.4B shows the change in output efficiency according to the p-side electrode width W at a current density of 10 A / cm 2. As shown in the graph of Figure 4b, based on 50 ㎛, the output efficiency is greatly improved, it can be seen that the highest output efficiency is maintained when less than 20 ㎛.

이와 같이, p측 전극의 폭(W)을 적절한 범위로 제한함으로써 대전류 조건에서 야기되는 출력효율의 저감문제를 획기적으로 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다. 즉, p측 전극의 폭(W)을 50 ㎛이하, 바람직하게는 20 ㎛이하로 설계함으로써 전류밀도의 증가에 따른 전류집중화의 심화문제를 완화시켜 안정적으로 발광소자의 출력효율을 유지할 수 있다. 본 평가결과, p측 전극의 폭(W)은 작을수록 유리한 것으로 확인되었으나, 개선효과의 포화와 현재 공지기술의 공정조건 등을 고려하여, p측 전극의 폭(W)을 2 ㎛이상으로는 설계하는 것이 바람직하다.As such, it can be seen that the problem of reducing the output efficiency caused by the high current condition can be remarkably improved by limiting the width W of the p-side electrode to an appropriate range. That is, by designing the width W of the p-side electrode to 50 μm or less, preferably 20 μm or less, it is possible to alleviate the problem of intensification of current due to the increase of the current density and stably maintain the output efficiency of the light emitting device. As a result of the evaluation, it was found that the smaller the width W of the p-side electrode was, the more favorable. It is desirable to design.

또한, p측 전극의 간격이 전류밀도에 따른 출력저하에 미치는 영향을 확인하기 위해서, p측 전극의 간격을 달리하는 조건으로 앞선 실험과 동일한 조건에서 출력효율변화를 측정하였다.In addition, in order to confirm the effect of the gap between the p-side electrode on the output decrease according to the current density, the change in output efficiency was measured under the same conditions as in the previous experiment under the condition of changing the gap between the p-side electrode.

즉, 도2와 유사한 구조의 발광소자를 제조하여, 각 p측 전극의 폭(W)을 10 ㎛로 하는 동일한 조건에서, p측 전극 간격(D)을 10 ㎛, 20 ㎛, 50 ㎛, 100 ㎛, 500 ㎛로 변경하면서, 전류밀도의 증가에 따른 출력효율의 변화를 관찰하였다. 그 결과를 도5a 및 도5b에 그래프로서 도시하였다.That is, a light emitting device having a structure similar to that of FIG. 2 is manufactured, and the p-side electrode spacing D is 10 µm, 20 µm, 50 µm, 100 under the same conditions in which the width W of each p-side electrode is 10 µm. The change of the output efficiency with increase of the current density was observed, changing to micrometer and 500 micrometer. The results are shown graphically in FIGS. 5A and 5B.

도5a를 참조하면, p형 전극 간격(D)이 10 ㎛인 경우에는, 전류밀도의 증가에 따라 출력 효율이 저하되다가, 10 A/㎠를 초과하면서 약 55%의 출력효율로 매우 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이에 반해, p측 전극간격(D)이 20 ㎛인 경우에는 출력효율 저하가 다소 완화되며, p측 전극간격(D)이 증가할수록 그 완화되는 경향은 증가한 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 5A, when the p-type electrode gap D is 10 μm, the output efficiency decreases with the increase of the current density, but it becomes very low with the output efficiency of about 55% while exceeding 10 A / cm 2. You can check it. On the contrary, when the p-side electrode spacing D was 20 μm, the decrease in output efficiency was slightly alleviated, and as the p-side electrode spacing D increased, the tendency of relaxation increased.

도5b는 전류밀도 10 A/㎠에서의 p측 전극간격(D)에 따른 출력효율의 변화를 나타낸다. 도5b의 그래프에 나타난 바와 같이, p측 전극간격(D)은 20 ㎛을 기준으로 하여, 출력효율이 크게 개선되었으며, 그 간격(D)이 증가할수록 전극수의 감소에 따른 문제가 있으므로, 200㎛이하로 설계하는 것이 바람직하다.FIG. 5B shows the change in output efficiency according to the p-side electrode spacing D at a current density of 10 A / cm 2. As shown in the graph of Figure 5b, the p-side electrode spacing (D) is based on 20 ㎛, the output efficiency is greatly improved, there is a problem due to the decrease in the number of electrodes as the interval (D) increases, 200㎛ It is preferable to design as follows.

본 발명에서 제안된 p측 전극의 설계조건은 수직구조 및 수평구조의 발광소자에 모두 유익하게 적용될 수 있는 방안이다. 즉, 전체 발광면적에서 균일한 전류분산을 위해서, p측 및 n측 전극이 모두 연장된 전극지를 가지며, 서로 다른 극성의 연장된 전극지가 일정한 간격을 갖도록 교대로 배열된 형태라면, 본 발명의 조건은 유용하게 채택될 수 있다.The design condition of the p-side electrode proposed in the present invention is a method that can be advantageously applied to both light emitting devices having a vertical structure and a horizontal structure. That is, if the p-side and n-side electrodes both have extended electrode fingers, and the extended electrode fingers of different polarities are alternately arranged so as to have a constant interval for uniform current distribution in the entire light emitting area, the conditions of the present invention May be usefully employed.

이와 같이, 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.As such, the present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and is intended to be limited by the appended claims, and various forms of substitution may be made without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to one of ordinary skill in the art that modifications, variations and variations are possible.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, p측 전극의 폭과 간격을 적절한 범위로 한정함으로써 p형 질화물 반도체층에서 전류집중과 그에 따른 온도변화에 의한 전류분포의 균일화문제를 해결하는 방안을 제공한다. 특히, 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자는 높은 전류밀도의 조건에서도 출력효율 저하를 크게 완화시킴으 로써 고출력조건에서도 발광소자의 신뢰성을 안정적으로 보장할 수 있다.As described above, according to the present invention, by limiting the width and the interval of the p-side electrode to an appropriate range, there is provided a method for solving the problem of equalization of current distribution due to current concentration in the p-type nitride semiconductor layer and the resulting temperature changes. . In particular, the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention can reliably reduce the output efficiency even under high current density conditions, thereby ensuring stable reliability of the light emitting device even under high output conditions.

Claims (5)

p형 및 n형 질화물 반도체층과 그 사이에 형성된 활성층을 갖는 발광구조물; 및, 상기 p형 및 n형 질화물 반도체층 상에 각각 접속되며, 서로 일정한 간격을 갖도록 교대로 배열된 복수의 연장부를 갖는 p측 및 n측 전극을 포함하며, a light emitting structure having p-type and n-type nitride semiconductor layers and an active layer formed therebetween; And p-side and n-side electrodes connected to the p-type and n-type nitride semiconductor layers, respectively, and having a plurality of extension parts alternately arranged to have a constant distance from each other. 상기 p측 전극의 연장부는 2∼50㎛의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.The extension portion of the p-side electrode has a width of 2 ~ 50㎛. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 p측 전극의 연장부와 다른 인접한 p측 전극의 연장부의 간격이 상기 p측 전극의 연장부 폭의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.And the distance between the extension of the p-side electrode and the extension of the other adjacent p-side electrode is at least twice the width of the extension of the p-side electrode. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 p측 전극의 연장부는 20∼200㎛의 간격을 갖도록 배열된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.The extension portion of the p-side electrode is arranged to have a spacing of 20 ~ 200㎛. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 발광구조물은 상기 p형 질화물 반도체층의 일측에 형성된 도전성 기판을 더 포함하고, 상기 p측 및 n측 전극은 상기 도전성 기판의 하면과 상기 n형 질화물 반도체층 상면에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.The light emitting structure further includes a conductive substrate formed on one side of the p-type nitride semiconductor layer, the p-side and n-side electrodes are formed on the lower surface of the conductive substrate and the upper surface of the n-type nitride semiconductor layer, respectively Semiconductor light emitting device. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 발광구조물은 상기 n형 질화물 반도체층의 일측에 형성된 절연성 기판을 더 포함하고, 상기 발광구조물은 상기 n형 질화물 반도체층의 복수의 영역이 노출되도록 메사에칭된 구조를 가지며, 상기 p측 및 n측 전극은 상기 p형 질화물 반도체층 상면과 상기 n형 질화물 반도체층의 노출된 상면에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.The light emitting structure further includes an insulating substrate formed on one side of the n-type nitride semiconductor layer, the light emitting structure has a structure mesa-etched to expose a plurality of regions of the n-type nitride semiconductor layer, the p-side and n The side electrode is formed on the upper surface of the p-type nitride semiconductor layer and the exposed upper surface of the n-type nitride semiconductor layer, respectively.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018012807A1 (en) * 2016-07-15 2018-01-18 서울바이오시스주식회사 Ultraviolet light-emitting diode
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US11749780B2 (en) 2016-07-15 2023-09-05 Seoul Viosys Co., Ltd. Ultraviolet light emitting diode

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