KR100716645B1 - Light emitting device having vertically stacked light emitting diodes - Google Patents

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Abstract

수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 발광소자가 개시된다. 이 발광소자는 기판 상에 위치하는 하부 N형 반도체층을 포함한다. 이 하부 N형 반도체층의 일 영역 상에 P형 반도체층이 위치하고, P형 반도체층의 일 영역 상에 상부 N형 반도체층이 위치한다. 한편, 하부 N형 반도체층과 P형 반도체층 사이에 하부 활성층이 개재되고, P형 반도체층과 상부 N형 반도체층 사이에 상부 활성층이 개재된다. 이에 따라, 하부 N형 반도체층과 하부 활성층 및 P형 반도체층을 포함하는 하부 발광 다이오드와, P형 반도체층과 상부 활성층 및 상부 N형 반도체층을 포함하는 상부 발광 다이오드가 수직으로 적층된 발광소자가 제공된다. 따라서, 종래의 발광소자에 비해 단위면적당 광출력이 향상되어, 종래의 발광소자와 동일한 광출력을 얻기 위한 발광소자의 칩 면적을 감소시킬 수 있다.A light emitting device having light emitting diodes stacked vertically is disclosed. The light emitting device includes a lower N-type semiconductor layer located on the substrate. The P-type semiconductor layer is positioned on one region of the lower N-type semiconductor layer, and the upper N-type semiconductor layer is positioned on one region of the P-type semiconductor layer. On the other hand, the lower active layer is interposed between the lower N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer, and the upper active layer is interposed between the P-type semiconductor layer and the upper N-type semiconductor layer. Accordingly, a light emitting device in which a lower light emitting diode including a lower N-type semiconductor layer, a lower active layer, and a P-type semiconductor layer, and an upper light emitting diode including a P-type semiconductor layer, an upper active layer, and an upper N-type semiconductor layer are vertically stacked. Is provided. Therefore, the light output per unit area is improved as compared with the conventional light emitting device, and the chip area of the light emitting device for obtaining the same light output as the conventional light emitting device can be reduced.

발광소자, 발광 다이오드, 코도프층(codoped layer), 분리층(separating layer), 반절연층. Light emitting devices, light emitting diodes, codoped layers, separating layers, semi-insulating layers.

Description

수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 발광 소자{LIGHT EMITTING DEVICE HAVING VERTICALLY STACKED LIGHT EMITTING DIODES}LIGHT EMITTING DEVICE HAVING VERTICALLY STACKED LIGHT EMITTING DIODES}

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.1 and 2 are a plan view and a cross-sectional view for explaining a light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 발광셀들을 갖는 발광소자를 설명하기 위한 부분단면도이다.3 is a partial cross-sectional view for describing a light emitting device having a plurality of light emitting cells according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 발광셀들을 갖는 발광소자를 설명하기 위한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a light emitting device having a plurality of light emitting cells according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수개의 발광셀들을 갖는 발광소자를 설명하기 위한 부분단면도이다.5 is a partial cross-sectional view for describing a light emitting device having a plurality of light emitting cells according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수개의 발광셀들을 갖는 발광소자를 설명하기 위한 회로도이고, 도 7은 도 6의 등가회로도이다.6 is a circuit diagram illustrating a light emitting device having a plurality of light emitting cells according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of FIG. 6.

도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.8 and 9 are a plan view and a cross-sectional view for describing a light emitting device according to another embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수개의 발광셀들을 갖는 발광소자를 설명하기 위한 부분단면도이다.10 is a partial cross-sectional view illustrating a light emitting device having a plurality of light emitting cells according to another embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수개의 발광셀들을 갖는 발광소 자를 설명하기 위한 회로도이다.11 is a circuit diagram illustrating a light emitting device having a plurality of light emitting cells according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 발광소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a light emitting device having light emitting diodes stacked vertically.

질화갈륨(GaN) 계열의 발광 다이오드가 약 10년 동안 적용되고 개발되어 왔다. GaN 계열의 LED는 LED 기술을 상당히 변화시켰으며, 현재 천연색 LED 표시소자, LED 교통 신호기, 백색 LED 등 다양한 응용에 사용되고 있다.Gallium nitride (GaN) series light emitting diodes have been applied and developed for about 10 years. GaN-based LEDs have changed the LED technology considerably and are currently used in a variety of applications, including color LED displays, LED traffic signals and white LEDs.

최근, 고효율 백색 LED는 형광 램프를 대체할 것으로 기대되고 있으며, 특히 백색 LED의 효율(efficiency)은 통상의 형광램프의 효율에 유사한 수준에 도달하고 있다. Recently, high-efficiency white LEDs are expected to replace fluorescent lamps. In particular, the efficiency of white LEDs has reached a level similar to that of conventional fluorescent lamps.

LED 효율을 개선하기 위해 두 가지의 주요한 접근이 시도되고 있다. 첫째는 결정질(crystal quality) 및 에피층 구조에 의해 결정되는 내부 양자 효율(internal quantum efficiency)을 증가시키는 것이고, 둘째는 광추출 효율(light extraction efficiency)을 증가시키는 것이다.Two major approaches are being attempted to improve LED efficiency. The first is to increase the internal quantum efficiency determined by the crystal quality and epilayer structure, and the second is to increase the light extraction efficiency.

내부 양자 효율은 현재 70~80%에 이르고 있어 개선의 여지가 많지 않으나, 광추출 효율은 개선의 여지가 많다. 광추출 효율 개선은, 내부 반사에 의한 내부 광손실을 제거하는 것이 주요한 과제가 되고 있다.Internal quantum efficiency is currently 70-80%, so there is not much room for improvement, but light extraction efficiency has much room for improvement. Improvement of light extraction efficiency has become a major problem to remove the internal light loss by internal reflection.

내부반사를 방지하여 광추출 효율을 개선시킨 발광 다이오드가 "표면 거침을 통한 GaN 계열 발광 다이오드의 추출 효율 개선"(Increase in the extraction efficiency of GaN-Based ligth emitting diodes via surface roughening)이라는 제목으로 후지 등(Fujii et al.)에 의해 어플라이드 피직스 레터스(Applied physics letters, Vol84, N6, p855~857)에 개시된 바 있다.The light emitting diode, which prevents internal reflection and improves light extraction efficiency, is called Fuji, etc. under the title of "Increase in the extraction efficiency of GaN-Based ligth emitting diodes via surface roughening". It was disclosed in Applied physics letters, Vol84, N6, p855-857 by Fujii et al.

상기 발광 다이오드는 사파이어 기판 상에 N형 반도체층, 활성층 및 P형 반도체층을 적층하고, 서브마운트 상에 상기 반도체층들을 본딩하고 레이저 리프트-오프(Laser lift-off; LLO) 기술을 사용하여 상기 반도체층들을 기판으로부터 분리한 후, 상기 N형 반도체층의 표면을 거칠게 하여 형성된다. 상기 N형 반도체층의 표면을 거칠게 형성함에 따라, N형 반도체층을 통해 외부로 방출되는 광의 추출 효율을 개선할 수 있다.The light emitting diode is stacked on an sapphire substrate with an N-type semiconductor layer, an active layer and a P-type semiconductor layer, bonding the semiconductor layers on a submount and using laser lift-off (LLO) technology. After separating the semiconductor layers from the substrate, it is formed by roughening the surface of the N-type semiconductor layer. By roughening the surface of the N-type semiconductor layer, it is possible to improve the extraction efficiency of light emitted to the outside through the N-type semiconductor layer.

그러나, 이러한 광 추출 효율 개선은 한계가 있으므로, 단위 칩 당 필요한 광출력을 얻기 위해 칩 면적이 증가된다. 칩 면적의 증가는 칩당 제조비용 증가로 이어진다. 따라서, 동일한 단위 칩 면적에서 광출력을 증가시킬 수 있는 새로운 발광 다이오드가 요구된다.However, such light extraction efficiency improvement is limited, so that the chip area is increased to obtain the required light output per unit chip. An increase in chip area leads to an increase in manufacturing cost per chip. Therefore, there is a need for a new light emitting diode capable of increasing light output in the same unit chip area.

한편, 발광 다이오드는 교류전원하에서 전류의 방향에 따라 온/오프를 반복한다. 따라서, 발광 다이오드를 교류전원에 직접 연결하여 사용할 경우, 발광 다이오드가 연속적으로 빛을 방출하지 못하며, 역방향 전류에 의해 쉽게 파손되는 문제점이 있다.On the other hand, the light emitting diode is repeatedly turned on and off in accordance with the direction of the current under AC power. Therefore, when the light emitting diode is directly connected to an AC power source, the light emitting diode does not emit light continuously and is easily damaged by reverse current.

이러한 발광 다이오드의 문제점을 해결하여, 고전압 교류전원에 직접 연결하여 사용할 수 있는 발광 다이오드가 국제공개번호 WO 2004/023568(Al)호에 "발광 성분들을 갖는 발광소자"(LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING LIGHT-EMITTING ELEMENTS)라는 제목으로 사카이 등(SAKAI et. al.)에 의해 개시된 바 있다.In order to solve the problem of the light emitting diode, a light emitting diode that can be directly connected to a high voltage AC power source is disclosed in International Publication No. WO 2004/023568 (Al) "Light-Emitting Device Having Light-Emitting Components". EMITTING ELEMENTS, which was disclosed by SAKAI et. Al.

상기 WO 2004/023568(Al)호에 따르면, LED들(발광셀들)이 사파이어 기판과 같은 절연성 기판 상에 2차원적으로 직렬연결되어 LED 어레이를 형성한다. 이러한 두개의 LED 어레이들이 상기 사파이어 기판 상에서 역병렬로 연결된다. 그 결과, AC 파워 서플라이에 의해 구동될 수 있는 단일칩 발광소자가 제공된다.According to WO 2004/023568 (Al), LEDs (light emitting cells) are two-dimensionally connected in series on an insulating substrate such as a sapphire substrate to form an LED array. These two LED arrays are connected in anti-parallel on the sapphire substrate. As a result, a single chip light emitting device that can be driven by an AC power supply is provided.

이러한 발광소자는 LED 어레이들이 교류전원하에서 교대로 동작하므로, 발광셀들이 동시에 동작하는 경우에 비해 광출력이 상당히 제한적이다. 따라서, 이러한 발광소자에서 단위면적당 광출력을 개선하는 것이 더욱 요구된다.In such a light emitting device, since the LED arrays alternately operate under an AC power source, the light output is considerably limited as compared with the case where the light emitting cells operate simultaneously. Therefore, it is further desired to improve the light output per unit area in such a light emitting device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 단위 면적당 광출력을 증가시킬 수 있는 발광소자를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a light emitting device capable of increasing the light output per unit area.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 교류전원하에서 구동가능한 발광소자를 제공하되, 광출력이 개선된 발광소자를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a light emitting device that can be driven under an AC power source, and to provide a light emitting device having improved light output.

상기 기술적 과제들을 이루기 위하여, 본 발명은 수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 발광소자를 제공한다. 본 발명의 일 태양에 따른 발광소자는 기판 상에 위치하는 하부 N형 반도체층을 포함한다. 상기 하부 N형 반도체층의 일 영역 상에 P형 반도체층이 위치하고, 상기 P형 반도체층의 일 영역 상에 상부 N형 반도체층이 위치한다. 한편, 상기 하부 N형 반도체층과 상기 P형 반도체층 사이에 하부 활성층이 개재되고, 상기 P형 반도체층과 상기 상부 N형 반도체층 사이에 상부 활성층이 개재된다. 이에 따라, 상기 하부 N형 반도체층과 상기 하부 활성층 및 상기 P형 반도체층을 포함하는 하부 발광 다이오드와 상기 P형 반도체층과 상기 상부 활성층 및 상기 상부 N형 반도체층을 포함하는 상부 발광 다이오드가 수직으로 적층된 발광소자를 제공할 수 있다. 따라서, 종래의 발광소자에 비해 단위면적당 광출력이 증가된다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a light emitting device having light emitting diodes stacked vertically. The light emitting device according to an aspect of the present invention includes a lower N-type semiconductor layer positioned on a substrate. A P-type semiconductor layer is positioned on one region of the lower N-type semiconductor layer, and an upper N-type semiconductor layer is positioned on one region of the P-type semiconductor layer. Meanwhile, a lower active layer is interposed between the lower N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer, and an upper active layer is interposed between the P-type semiconductor layer and the upper N-type semiconductor layer. Accordingly, the lower light emitting diode including the lower N-type semiconductor layer, the lower active layer, and the P-type semiconductor layer, and the upper light emitting diode including the P-type semiconductor layer, the upper active layer, and the upper N-type semiconductor layer are vertical. The laminated light emitting device can be provided. Therefore, the light output per unit area is increased as compared with the conventional light emitting device.

하부 N형 전극이 상기 하부 N형 반도체층의 다른 영역 상에 형성되고, P형 전극이 상기 P형 반도체층의 다른 영역 상에 형성될 수 있다. 또한, 상부 N형 전극이 상기 상부 N형 반도체층 상에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 P형 전극을 외부전원의 일 단자에 연결하고, 상기 하부 및 상부 N형 전극들을 다른 단자에 연결하여 상기 발광소자를 구동시킬 수 있다.A lower N-type electrode may be formed on another region of the lower N-type semiconductor layer, and a P-type electrode may be formed on another region of the P-type semiconductor layer. In addition, an upper N-type electrode may be formed on the upper N-type semiconductor layer. Accordingly, the light emitting device may be driven by connecting the P-type electrode to one terminal of an external power source and connecting the lower and upper N-type electrodes to another terminal.

한편, 코도프층(codoped layer)이 상기 P형 반도체층과 상기 상부 활성층 사이에 개재될 수 있다. 상기 코도프층은 N형 및 P형 이온들이 함께 도핑된 반도체층으로, 예컨대 Mg와 Si, 또는 Mg와 In이 함께 도핑된 질화갈륨일 수 있다. 상기 코도프층은 상기 상부 활성층의 결정성(crystal quality)을 향상시킨다. Meanwhile, a codoped layer may be interposed between the P-type semiconductor layer and the upper active layer. The co-doped layer is a semiconductor layer doped with N-type and P-type ions, for example, may be gallium nitride doped with Mg and Si, or Mg and In. The dope layer improves the crystal quality of the upper active layer.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자는 기판 상에 위치하는 복수개의 발광셀들을 포함한다. 상기 발광셀들 각각은 상기 기판 상에 위치하는 하부 N형 반도체층을 포함한다. 상기 하부 N형 반도체층의 일 영역 상에 P형 반도체층이 위치하고, 상기 P형 반도체층의 일 영역 상에 상부 N형 반도체층이 위치한다. 한편, 상기 하부 N형 반도체층과 상기 P형 반도체층 사이에 하부 활성층이 개재되고, 상기 P형 반도체층과 상기 상부 N형 반도체층 사이에 상부 활성층이 개재된다. 이에 따라, 상기 하부 N형 반도체층과 상기 하부 활성층 및 상기 P형 반도체층을 포함하는 하부 발광 다이오드와 상기 P형 반도체층과 상기 상부 활성층 및 상기 상부 N형 반도체층을 포함하는 상부 발광 다이오드가 수직으로 적층된 복수개의 발광셀들을 제공할 수 있다. 따라서, 상기 발광셀들을 전기적으로 연결하여 교류전원하에서 구동할 수 있는 발광소자를 제공함과 아울러, 종래의 발광소자에 비해 단위면적당 광출력이 증가된 발광소자를 제공할 수 있다.The light emitting device according to the embodiment of the present invention includes a plurality of light emitting cells positioned on the substrate. Each of the light emitting cells includes a lower N-type semiconductor layer on the substrate. A P-type semiconductor layer is positioned on one region of the lower N-type semiconductor layer, and an upper N-type semiconductor layer is positioned on one region of the P-type semiconductor layer. Meanwhile, a lower active layer is interposed between the lower N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer, and an upper active layer is interposed between the P-type semiconductor layer and the upper N-type semiconductor layer. Accordingly, the lower light emitting diode including the lower N-type semiconductor layer, the lower active layer, and the P-type semiconductor layer, and the upper light emitting diode including the P-type semiconductor layer, the upper active layer, and the upper N-type semiconductor layer are vertical. It is possible to provide a plurality of stacked light emitting cells. Accordingly, a light emitting device capable of electrically connecting the light emitting cells to be driven under an AC power source and providing a light emitting device having an increased light output per unit area compared to a conventional light emitting device may be provided.

본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 상기 발광셀들 각각은 상기 하부 N형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 하부 N형 전극을 더 포함할 수 있다. 또한, P형 전극이 상기 P형 반도체층의 다른 영역 상에 형성되고, 상부 N형 전극이 상기 상부 N형 반도체층 상에 형성될 수 있다. 상기 각 발광셀의 하부 N형 전극 및 상부 N형 전극은 이웃하는 발광셀의 P형 전극에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 각 발광셀의 P형 전극은 이웃하는 다른 발광셀의 하부 N형 전극 및 상부 N형 전극에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 상기 발광셀들이 직렬 연결된 어레이가 제공될 수 있다.In some embodiments of the present invention, each of the light emitting cells may further include a lower N-type electrode formed on another region of the lower N-type semiconductor layer. In addition, a P-type electrode may be formed on another region of the P-type semiconductor layer, and an upper N-type electrode may be formed on the upper N-type semiconductor layer. The lower N-type electrode and the upper N-type electrode of each light emitting cell may be electrically connected to the P-type electrode of a neighboring light emitting cell. Therefore, the P-type electrode of each light emitting cell is electrically connected to the lower N-type electrode and the upper N-type electrode of the neighboring other light emitting cells. Accordingly, an array in which the light emitting cells are connected in series may be provided.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 하부 N형 전극, P형 전극 및 상부 N형 전극에 더하여, 다른 P형 전극이 상기 P형 반도체층의 또 다른 영역 상에 형성될 수 있다. 상기 각 발광셀의 하부 N형 전극은 이웃하는 발광셀의 P형 전극에 연결되고, 상기 각 발광셀의 다른 P형 전극은 상기 이웃하는 발광셀의 상부 N형 전극에 연결된다. 또한, 상기 각 발광셀의 P형 전극은 이웃하는 다른 발광셀의 하부 N 형 전극에 연결되고, 상기 각 발광셀의 상부 N형 전극은 상기 이웃하는 다른 발광셀의 다른 P형 전극에 연결된다. 본 실시예에 따르면, 상기 발광셀들의 상부 발광다이오드들이 직렬 연결된 어레이와 상기 발광셀들의 하부 발광다이오드들이 직렬연결된 어레이를 제공할 수 있으며, 상기 두 개의 어레이들이 서로 역병렬로 연결된다. 또한, 상기 하나의 어레이 내의 발광다이오드들 사이의 노드들이 상기 다른 하나의 어레이 내의 발광다이오드들 사이의 노드들에 연결되어 전기적으로 안정된 동작이 가능하다.In another embodiment of the present invention, in addition to the lower N-type electrode, the P-type electrode, and the upper N-type electrode, another P-type electrode may be formed on another region of the P-type semiconductor layer. The lower N-type electrode of each light emitting cell is connected to the P-type electrode of the neighboring light emitting cell, and the other P-type electrode of each light emitting cell is connected to the upper N-type electrode of the neighboring light emitting cell. In addition, the P-type electrode of each light emitting cell is connected to the lower N-type electrode of the neighboring other light emitting cells, and the upper N-type electrode of each light emitting cell is connected to the other P-type electrode of the other neighboring light emitting cells. According to the present exemplary embodiment, an array in which upper LEDs of the light emitting cells are connected in series and an array in which lower LEDs of the light emitting cells are connected in series may be provided, and the two arrays may be connected in parallel to each other. In addition, the nodes between the light emitting diodes in the one array are connected to the nodes between the light emitting diodes in the other array to enable electrically stable operation.

본 발명의 다른 태양에 따른 발광소자는 기판 상에 위치하는 하부 N형 반도체층을 포함한다. 상기 하부 N형 반도체층의 일 영역 상에 하부 P형 반도체층이 위치하고, 상기 하부 P형 반도체층의 일 영역 상에 상부 P형 반도체층이 위치한다. 또한, 상기 상부 P형 반도체층의 일 영역 상에 상부 N형 반도체층이 위치한다. 한편, 상기 하부 N형 반도체층과 상기 하부 P형 반도체층 사이에 하부 활성층이 개재되고, 상기 상부 P형 반도체층과 상기 상부 N형 반도체층 사이에 상부 활성층이 개재된다. 또한, 상기 하부 P형 반도체층과 상기 상부 P형 반도체층 사이에 분리층(sparating layer)이 개재된다. 이에 따라, 상기 하부 N형 반도체층, 상기 하부 활성층 및 상기 하부 P형 반도체층을 포함하는 하부 발광 다이오드와, 상기 상부 P형 반도체층, 상기 상부 활성층 및 상기 상부 N형 반도체층을 포함하는 상부 발광 다이오드가 분리층에 의해 분리된 발광소자가 제공된다.The light emitting device according to another aspect of the present invention includes a lower N-type semiconductor layer located on the substrate. A lower P-type semiconductor layer is positioned on one region of the lower N-type semiconductor layer, and an upper P-type semiconductor layer is positioned on one region of the lower P-type semiconductor layer. In addition, an upper N-type semiconductor layer is positioned on one region of the upper P-type semiconductor layer. Meanwhile, a lower active layer is interposed between the lower N-type semiconductor layer and the lower P-type semiconductor layer, and an upper active layer is interposed between the upper P-type semiconductor layer and the upper N-type semiconductor layer. In addition, a spacing layer is interposed between the lower P-type semiconductor layer and the upper P-type semiconductor layer. Accordingly, a lower light emitting diode including the lower N-type semiconductor layer, the lower active layer, and the lower P-type semiconductor layer, and an upper light emission including the upper P-type semiconductor layer, the upper active layer, and the upper N-type semiconductor layer. A light emitting device in which a diode is separated by a separation layer is provided.

여기서, 분리층은 상기 하부 발광 다이오드와 상부 발광 다이오드를 전기적으로 분리하기 위한 층으로, 예컨대 절연층 또는 고저항의 반절연층(semi- insulating layer)일 수 있다.Here, the isolation layer is a layer for electrically separating the lower light emitting diode and the upper light emitting diode, and may be, for example, an insulating layer or a semi-insulating layer having a high resistance.

한편, 하부 N형 전극이 상기 하부 N형 반도체층의 다른 영역 상에 형성되고, 하부 P형 전극이 상기 하부 P형 반도체층의 다른 영역 상에 형성될 수 있다. 또한, 상부 P형 전극이 상기 상부 P형 반도체층의 다른 영역 상에 형성되고, 상부 N형 전극이 상기 상부 N형 반도체층 상에 형성될 수 있다. 상기 하부 및 상부 P형 전극들을 외부전원의 일 단자에 연결하고, 상기 하부 및 상부 N형 전극들을 상기 외부전원의 다른 단자에 연결하여 상기 발광소자를 구동시킬 수 있다. 또한, 두개의 외부전원을 각각 상기 하부 N형 전극과 상기 하부 P형 전극, 및 상기 상부 P형 전극과 상기 상부 N형 전극에 연결하여 상부 및 하부 발광 다이오드를 각각 구동할 수도 있다.The lower N-type electrode may be formed on another region of the lower N-type semiconductor layer, and the lower P-type electrode may be formed on another region of the lower P-type semiconductor layer. In addition, an upper P-type electrode may be formed on another region of the upper P-type semiconductor layer, and an upper N-type electrode may be formed on the upper N-type semiconductor layer. The lower and upper P-type electrodes may be connected to one terminal of an external power source, and the lower and upper N-type electrodes may be connected to another terminal of the external power source to drive the light emitting device. In addition, the upper and lower light emitting diodes may be respectively driven by connecting two external power sources to the lower N-type electrode and the lower P-type electrode, and the upper P-type electrode and the upper N-type electrode, respectively.

본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자는 기판 상에 위치하는 복수개의 발광셀들을 포함한다. 상기 발광셀들 각각은 상기 기판 상에 위치하는 하부 N형 반도체층을 포함한다. 상기 하부 N형 반도체층의 일 영역 상에 하부 P형 반도체층이 위치하고, 상기 하부 P형 반도체층의 일 영역 상에 상부 P형 반도체층이 위치한다. 또한, 상기 상부 P형 반도체층의 일 영역 상에 상부 N형 반도체층이 위치한다. 한편, 상기 하부 N형 반도체층과 상기 하부 P형 반도체층 사이에 하부 활성층이 개재되고, 상기 상부 P형 반도체층과 상기 상부 N형 반도체층 사이에 상부 활성층이 개지된다. 이에 더하여, 상기 하부 P형 반도체층과 상기 상부 P형 반도체층 사이에 분리층이 개재된다. 이에 따라, 상기 하부 N형 반도체층과 상기 하부 활성층 및 상기 하부 P형 반도체층을 포함하는 하부 발광 다이오드와 상기 상부 P형 반도체층과 상기 상부 활성층 및 상기 상부 N형 반도체층을 포함하는 상부 발광 다이오드가 수직으로 적층된 복수개의 발광셀들을 제공할 수 있다.A light emitting device according to another embodiment of the present invention includes a plurality of light emitting cells located on a substrate. Each of the light emitting cells includes a lower N-type semiconductor layer on the substrate. A lower P-type semiconductor layer is positioned on one region of the lower N-type semiconductor layer, and an upper P-type semiconductor layer is positioned on one region of the lower P-type semiconductor layer. In addition, an upper N-type semiconductor layer is positioned on one region of the upper P-type semiconductor layer. A lower active layer is interposed between the lower N-type semiconductor layer and the lower P-type semiconductor layer, and an upper active layer is interposed between the upper P-type semiconductor layer and the upper N-type semiconductor layer. In addition, a separation layer is interposed between the lower P-type semiconductor layer and the upper P-type semiconductor layer. Accordingly, a lower light emitting diode including the lower N-type semiconductor layer, the lower active layer, and the lower P-type semiconductor layer, and an upper light emitting diode including the upper P-type semiconductor layer, the upper active layer, and the upper N-type semiconductor layer. May provide a plurality of light emitting cells stacked vertically.

한편, 상기 발광셀들 각각은 상기 하부 N형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 하부 N형 전극을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 하부 P형 반도체층의 다른 영역 상에 하부 P형 전극이 형성되고, 상기 상부 P형 반도체층의 다른 영역 상에 상부 P형 전극이 형성되고, 상기 상부 N형 반도체층 상에 상부 N형 전극이 형성될 수 있다. 상기 각 발광셀의 하부 N형 전극 및 상부 N형 전극은 각각 이웃하는 발광셀의 하부 P형 전극 및 상부 P형 전극에 전기적으로 연결되어 직렬연결된 발광셀 어레이를 제공할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 상부 발광 다이오드들이 직렬 연결된 상부 직렬 연결 어레이와 상기 하부 발광 다이오드들이 직렬 연결된 하부 직렬 연결 어레이가 제공될 수 있다.Each of the light emitting cells may further include a lower N-type electrode formed on another region of the lower N-type semiconductor layer. Further, a lower P-type electrode is formed on another region of the lower P-type semiconductor layer, an upper P-type electrode is formed on another region of the upper P-type semiconductor layer, and an upper N on the upper N-type semiconductor layer. Type electrodes can be formed. The lower N-type electrode and the upper N-type electrode of each light emitting cell may be electrically connected to the lower P-type electrode and the upper P-type electrode of neighboring light emitting cells, respectively, to provide a light emitting cell array connected in series. According to the present embodiment, an upper series connection array in which the upper light emitting diodes are connected in series and a lower series connection array in which the lower light emitting diodes are connected in series may be provided.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention can be fully conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.1 and 2 are a plan view and a cross-sectional view for explaining a light emitting device according to an embodiment of the present invention, respectively.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(21) 상에 하부 N형 반도체층(25)이 위치한 다. 상기 기판(21)은 예컨대, 사파이어 기판 또는 탄화실리콘(SiC) 기판 등일 수 있다. 상기 기판(21)과 하부 N형 반도체층(25) 사이에 버퍼층(23)이 개재될 수 있다.1 and 2, the lower N-type semiconductor layer 25 is positioned on the substrate 21. The substrate 21 may be, for example, a sapphire substrate or a silicon carbide (SiC) substrate. A buffer layer 23 may be interposed between the substrate 21 and the lower N-type semiconductor layer 25.

상기 하부 N형 반도체층(25)의 일 영역 상에 P형 반도체층(29)이 위치하며, 하부 N형 반도체층(25)과 P형 반도체층(29) 사이에 하부 활성층(27)이 개재된다. 또한, 상기 P형 반도체층(29)의 일 영역 상에 상부 N형 반도체층(35)이 위치하며, 상기 P형 반도체층(29)과 상기 상부 N형 반도체층(35) 사이에 상부 활성층(33)이 개재된다. 그 결과, 상기 하부 N형 반도체층(25), 상기 하부 활성층(27) 및 상기 P형 반도체층(29)을 포함하는 하부 발광 다이오드와, 상기 P형 반도체층(29), 상기 상부 활성층(33) 및 상기 상부 N형 반도체층(35)을 포함하는 상부 발광 다이오드가 적층된 구조의 발광소자가 제공된다. The P-type semiconductor layer 29 is positioned on one region of the lower N-type semiconductor layer 25, and the lower active layer 27 is interposed between the lower N-type semiconductor layer 25 and the P-type semiconductor layer 29. do. In addition, an upper N-type semiconductor layer 35 is positioned on one region of the P-type semiconductor layer 29, and an upper active layer between the P-type semiconductor layer 29 and the upper N-type semiconductor layer 35. 33). As a result, a lower light emitting diode including the lower N-type semiconductor layer 25, the lower active layer 27, and the P-type semiconductor layer 29, the P-type semiconductor layer 29, and the upper active layer 33. And an upper light emitting diode including the upper N-type semiconductor layer 35 is provided.

상기 하부 활성층(27) 및 상부 활성층(33)은 각각 단일 양자웰 또는 다중 양자웰일 수 있다. 상기 하부 N형 반도체층(25) 및 상기 P형 반도체층(29)은 상기 하부 활성층(27)보다 넓은 밴드갭을 가지며, 또한 상기 P형 반도체층(29) 및 상기 상부 N형 반도체층(35)은 상기 상부 활성층(33)보다 넓은 밴드갭을 갖는다.The lower active layer 27 and the upper active layer 33 may each be a single quantum well or multiple quantum wells. The lower N-type semiconductor layer 25 and the P-type semiconductor layer 29 have a wider band gap than the lower active layer 27, and the P-type semiconductor layer 29 and the upper N-type semiconductor layer 35 ) Has a wider bandgap than the upper active layer 33.

상기 하부 및 상부 N형 반도체층(25, 35), 하부 및 상부 활성층(27, 33) 및 P형 반도체층은 각각 (B, Al, Ga, In)N로 형성된 GaN 계열의 반도체층들일 수 있다. 상기 N형 반도체층들(25, 35)은 Si을 도핑하여 형성될 수 있으며, 상기 P형 반도체층(29)은 Mg을 도핑하여 형성될 수 있다.The lower and upper N-type semiconductor layers 25 and 35, the lower and upper active layers 27 and 33, and the P-type semiconductor layers may be GaN-based semiconductor layers formed of (B, Al, Ga, In) N, respectively. . The N-type semiconductor layers 25 and 35 may be formed by doping Si, and the P-type semiconductor layer 29 may be formed by doping Mg.

한편, 상기 P형 반도체층(29)이 Mg을 도핑한 GaN 계열의 반도체층인 경우, Mg이 상기 상부 활성층(33)의 결정성을 악화시킬 수 있다. Mg의 영향을 방지하기 위해 상기 P형 반도체층(29)과 상기 상부 활성층(33) 사이에 코도프층(codoped layer, 31)이 개재될 수 있다. 상기 코도프층은 예컨대, Mg와 Si, 또는 Mg와 In을 함께 도핑한 질화갈륨 계열의 반도체층일 수 있다. 상기 코도프층(31)을 사용하여 상부 활성층(33)의 결정성(crystal quality)를 개선하는 내용이 수 등(Su, et al.)에 의해 "p-다운 구조를 갖는 InGaN/GaN 발광 다이오드들(InGaN/GaN Light Emitting Diodes With a p-Down Structure)"라는 제목으로 IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES(VOL.49, NO.8, pp1361-1366, AUGUST 2002)에 개시된 바 있다. 수 등에 따르면, P형 반도체층(29)과 상부 활성층(33) 사이에 코도프층(31)을 삽입하여 상기 상부 활성층(33)의 결정성을 개선할 수 있다.Meanwhile, when the P-type semiconductor layer 29 is a GaN-based semiconductor layer doped with Mg, Mg may deteriorate crystallinity of the upper active layer 33. In order to prevent the influence of Mg, a codoped layer 31 may be interposed between the P-type semiconductor layer 29 and the upper active layer 33. The co-dope layer may be, for example, a gallium nitride-based semiconductor layer doped with Mg and Si or Mg and In. The improvement of the crystal quality of the upper active layer 33 using the dope layer 31 is described by Su, et al. (InGaN / GaN light emitting diode having a "p-down structure"). (InGaN / GaN Light Emitting Diodes With a p-Down Structure) has been disclosed in IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES (VOL.49, NO.8, pp1361-1366, AUGUST 2002). According to the number, the dope layer 31 may be inserted between the P-type semiconductor layer 29 and the upper active layer 33 to improve the crystallinity of the upper active layer 33.

한편, 상기 하부 N형 반도체층(25)의 다른 영역 상에 하부 N형 전극(37a)이 형성되고, 상기 상부 N형 반도체층(35) 상에 상부 N형 전극(37b)이 형성된다. 또한, 상기 P형 반도체층(29)의 다른 영역 상에 P형 전극(39)이 형성된다. 상기 하부 N형 전극(37a) 및 P형 전극(39)은 각각, 도 1에 도시한 바와 같이, 상부 N형 반도체층(35)의 양측에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 상부 N형 전극(37b)은 N형 반도체층(35)과의 접촉 저항을 감소시키기 위해, 도시한 바와 같이, N형 반도체층(35) 상의 넓은 영역에 걸쳐 형성될 수 있다. 상기 상부 N형 전극(37b)은 상기 하부 및 상부 활성층(27, 33)에서 방출된 광이 투과할 수 있는 투명전극으로 형성되는 것이 바람직하며, 예컨대 인디움 틴 산화막(Indium Tin Oxide; ITO)으로 형성될 수 있다. 상기 하부 N형 전극 (37a) 또한 ITO로 형성될 수 있다. ITO는 N형 반도체층과 오믹접촉하여 접촉저항을 낮춘다. 한편, 상기 P형 전극(39)은 예컨대 Ni/Au로 형성될 수 있다. 이들 전극들(37a, 37b, 39)은 리프트-오프(lift-off) 공정을 사용하여 형성될 수 있다.Meanwhile, the lower N-type electrode 37a is formed on another region of the lower N-type semiconductor layer 25, and the upper N-type electrode 37b is formed on the upper N-type semiconductor layer 35. In addition, a P-type electrode 39 is formed on another region of the P-type semiconductor layer 29. The lower N-type electrode 37a and the P-type electrode 39 may be located at both sides of the upper N-type semiconductor layer 35, respectively, as shown in FIG. 1, but are not limited thereto. Can be arranged. In addition, the upper N-type electrode 37b may be formed over a large area on the N-type semiconductor layer 35 to reduce contact resistance with the N-type semiconductor layer 35. The upper N-type electrode 37b may be formed of a transparent electrode through which light emitted from the lower and upper active layers 27 and 33 may pass. For example, the upper N-type electrode 37b may be formed of indium tin oxide (ITO). Can be formed. The lower N-type electrode 37a may also be formed of ITO. ITO is in ohmic contact with the N-type semiconductor layer to lower the contact resistance. On the other hand, the P-type electrode 39 may be formed of Ni / Au, for example. These electrodes 37a, 37b, 39 may be formed using a lift-off process.

상기 P형 전극(39)을 외부전원(도시하지 않음)의 일 단자에 연결하고, 상기 하부 및 상부 N형 전극들(37a, 37b)을 상기 외부전원의 다른 단자에 연결하여 상기 발광소자를 구동시킬 수 있다. 이때, 상기 P형 전극(39)은 외부전원의 양의 단자에 연결되고, 상기 N형 전극들(37a, 37b)은 외부전원의 음의 단자에 연결된다. 상기 전극들은 본딩와이어들(도시하지 않음)을 통해 외부전원에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 P형 전극(39)에서 상기 하부 N형 전극(37a) 및 상기 상부 N형 전극(37b)으로 전류가 흐른다. 즉, 상기 하부 발광 다이오드와 상부 발광 다이오드에 순방향 전류가 흘러, 상기 하부 및 상부 발광 다이오드들이 구동된다.The P-type electrode 39 is connected to one terminal of an external power source (not shown), and the lower and upper N-type electrodes 37a and 37b are connected to the other terminal of the external power source to drive the light emitting device. You can. At this time, the P-type electrode 39 is connected to the positive terminal of the external power source, and the N-type electrodes 37a and 37b are connected to the negative terminal of the external power source. The electrodes may be electrically connected to an external power source through bonding wires (not shown). Accordingly, current flows from the P-type electrode 39 to the lower N-type electrode 37a and the upper N-type electrode 37b. That is, a forward current flows through the lower light emitting diodes and the upper light emitting diodes so that the lower and upper light emitting diodes are driven.

본 실시예에 따르면, 하부 및 상부 발광 다이오드들이 수직으로 적층된 구조의 발광소자를 제공하므로, 종래의 단일 발광 다이오드 구조의 발광소자에 비해 기판의 단위 면적당 광출력을 증가시킬 수 있다.According to the present embodiment, since the lower and upper light emitting diodes are provided in a vertically stacked structure, the light output per unit area of the substrate can be increased as compared with the light emitting device having the conventional single light emitting diode structure.

본 실시예에 있어서, 상기 N형 전극들(37a, 37b)을 동일한 외부전원의 음의 단자에 연결하는 것으로 설명하였으나, 상부 및 하부 발광 다이오드의 바이어스 전압을 서로 다르게 조절하기 위해, 상기 N형 전극들(37a, 37b)과 상기 외부전원의 음의 단자 사이에 서로 다른 저항 소자를 개재하거나, 상기 N형 전극들(37a, 37b)을 서로 다른 외부전원에 연결할 수도 있다.In the present exemplary embodiment, the n-type electrodes 37a and 37b are connected to the negative terminals of the same external power source. However, in order to adjust the bias voltages of the upper and lower light emitting diodes differently, the N-type electrodes The resistors 37a and 37b and the negative terminals of the external power supply may be interposed with each other, or the N-type electrodes 37a and 37b may be connected to different external power sources.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 소자를 설명하기 위한 부분단면도 및 회로도이다.3 and 4 are partial cross-sectional views and circuit diagrams for describing a light emitting device having a plurality of light emitting cells according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 단일의 기판 상에 복수개의 발광셀들이 위치한다. 여기서, 상기 발광셀들 각각은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같은 수직으로 적층된 발광 다이오드들의 구조를 갖는다. 또한, 상기 발광셀들 각각은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같은 하부 N형 전극(37a), 상부 N형 전극(37b) 및 P형 전극(39)을 갖는다. 여기서, 상기 발광셀들의 구조는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 발광소자와 동일하므로 그 구조에 대한 상세한 설명을 생략하고, 상기 발광셀들의 전기적인 연결에 대해서 설명한다.Referring to FIG. 3, a plurality of light emitting cells are positioned on a single substrate. Each of the light emitting cells has a structure of vertically stacked light emitting diodes as described with reference to FIGS. 1 and 2. Each of the light emitting cells has a lower N-type electrode 37a, an upper N-type electrode 37b, and a P-type electrode 39 as described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, since the structure of the light emitting cells is the same as the light emitting device described with reference to FIGS. 1 and 2, a detailed description thereof is omitted, and electrical connection of the light emitting cells will be described.

상기 발광셀들 각각의 하부 N형 전극(37a) 및 상부 N형 전극(37b)은 이웃하는 발광셀의 P형 전극(39)에 전기적으로 연결된다. 상기 전극들은 금속배선(41)을 통해 연결된다. 상기 금속배선(41)은 에어브리지(air-bridge) 공정 또는 스텝커버(step-cover) 공정을 사용하여 형성될 수 있다.The lower N-type electrode 37a and the upper N-type electrode 37b of each of the light emitting cells are electrically connected to the P-type electrode 39 of the neighboring light emitting cells. The electrodes are connected via the metal wire 41. The metal wire 41 may be formed using an air-bridge process or a step-cover process.

이때, 상기 하부 N형 전극(37a)과 P형 전극(39)을 연결하는 금속배선(41)과 상기 상부 N형 전극(37b)과 상기 P형 전극(39)을 연결하는 금속배선(41)은, 도시한 바와 같이, 서로 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 분리될 수도 있다.At this time, the metal wiring 41 connecting the lower N-type electrode 37a and the P-type electrode 39 and the metal wiring 41 connecting the upper N-type electrode 37b and the P-type electrode 39 are provided. May be connected to each other, as shown, but is not limited thereto, and may be separated from each other.

도 4를 참조하면, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같은 금속배선(41) 연결에 의해, 하부 발광 다이오드(45a)와 상부 발광 다이오드(45b)를 각각 갖는 발광셀들(43)이 직렬로 연결된 어레이들(47a, 47b)이 제공된다. 상기 직렬 어레이들(47a, 47b)은 역병렬로 연결되어 교류전원(49)에 연결된다. 이에 따라, 교류전원하에서 구동되는 발광소자가 제공된다.Referring to FIG. 4, an array in which light emitting cells 43 each having a lower light emitting diode 45a and an upper light emitting diode 45b are connected in series by connecting the metal wiring 41 as described with reference to FIG. 3. Fields 47a and 47b are provided. The series arrays 47a and 47b are connected in anti-parallel and connected to the AC power source 49. Accordingly, a light emitting device driven under an AC power source is provided.

본 실시예에 따르면, 수직으로 적층된 발광 다이오드들(45a, 45b)을 갖는 발광셀들을 채택함으로써, 교류전원하에서 구동되는 발광소자의 단일 칩 면적당 광출력을 증가시킬 수 있다.According to the present embodiment, by adopting light emitting cells having vertically stacked light emitting diodes 45a and 45b, the light output per single chip area of a light emitting device driven under an AC power source can be increased.

상기 하부 및 상부 N형 반도체층들(25, 35) 및 상기 P형 반도체층(29) 상에 형성되는 전극들 수 및 배치, 그리고 전극들의 연결 구조는 다양하게 선택될 수 있다. 도 5 내지 도 7은 전극들의 수 및 전극들의 연결구조를 다르게 한 실시예를 설명하기 위한 도면들이다. 여기서, 도 5 및 도 6은 각각 상기 실시예에 따른 발광소자를 설명하기 위한 부분단면도 및 회로도이고, 도 7은 도 6의 등가회로도이다.The number and arrangement of electrodes formed on the lower and upper N-type semiconductor layers 25 and 35 and the P-type semiconductor layer 29, and a connection structure of the electrodes may be variously selected. 5 to 7 are views for explaining an embodiment in which the number of electrodes and the connection structure of the electrodes are different. 5 and 6 are partial cross-sectional and circuit diagrams for describing the light emitting device according to the embodiment, respectively, and FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of FIG. 6.

도 5를 참조하면, 단일의 기판 상에 복수개의 발광셀들이 위치한다. 여기서, 상기 발광셀들 각각은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같은 수직으로 적층된 발광 다이오드들의 구조를 갖는다. 또한, 상기 발광셀들 각각은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같은 하부 N형 전극(37a), 상부 N형 전극(37b) 및 P형 전극(39)을 갖는다. 여기서, 상기 발광셀들의 구조는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 발광소자와 대체로 동일하지만, 상기 P형 반도체층(29)의 또 다른 영역 상에 다른 P형 전극(40)이 더 형성된 것이 다르다. 상기 또 다른 영역은, 도시한 바와 같이, 상기 활성층(33)을 사이에 두고 상기 다른 영역에 대향하도록 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 5, a plurality of light emitting cells are positioned on a single substrate. Each of the light emitting cells has a structure of vertically stacked light emitting diodes as described with reference to FIGS. 1 and 2. Each of the light emitting cells has a lower N-type electrode 37a, an upper N-type electrode 37b, and a P-type electrode 39 as described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, the structure of the light emitting cells is substantially the same as the light emitting device described with reference to FIGS. 1 and 2, but another P-type electrode 40 is further formed on another region of the P-type semiconductor layer 29. . The another region may be selected to face the other region with the active layer 33 therebetween, but is not limited thereto.

한편, 상기 각 발광셀의 하부 N형 전극(37a)은 이웃하는 발광셀의 P형 전극(29)에 전기적으로 연결되고, 상기 각 발광셀의 다른 P형 전극(40)은 상기 이웃하 는 발광셀의 상부 N형 전극(37b)에 전기적으로 연결되고, 상기 각 발광셀의 P형 전극(29)은 이웃하는 다른 발광셀의 하부 N형 전극(37a)에 전기적으로 연결되고, 상기 각 발광셀의 상부 N형 전극(37b)은 상기 이웃하는 다른 발광셀의 다른 P형 전극(40)에 전기적으로 연결된다. 상기 하부 N형 전극(37a)과 이웃하는 발광셀의 P형 전극(39)은 금속배선(42a)을 통해 연결되고, 상기 상부 N형 전극(37b)과 상기 다른 P형 전극(40)은 금속배선(42b)을 통해 연결된다. 상기 금속배선들(42a, 42b)은 에어브리지(air-bridge) 공정 또는 스텝커버(step-cover) 공정을 사용하여 형성될 수 있다.Meanwhile, the lower N-type electrode 37a of each light emitting cell is electrically connected to the P-type electrode 29 of the neighboring light emitting cell, and the other P-type electrode 40 of each light emitting cell is the neighboring light emission. Is electrically connected to the upper N-type electrode 37b of the cell, and the P-type electrode 29 of each light emitting cell is electrically connected to the lower N-type electrode 37a of another neighboring light emitting cell. The upper N-type electrode 37b of is electrically connected to the other P-type electrode 40 of another neighboring light emitting cell. The lower N-type electrode 37a and the P-type electrode 39 of the adjacent light emitting cell are connected through a metal wire 42a, and the upper N-type electrode 37b and the other P-type electrode 40 are made of metal. It is connected via the wiring 42b. The metal wires 42a and 42b may be formed using an air-bridge process or a step-cover process.

도 6을 참조하면, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같은 금속배선들(42a, 42b)의 연결에 의해, 하부 발광 다이오드(46a)와 상부 발광 다이오드(46b)를 각각 갖는 발광셀들(44)이 연결된 어레이(48)가 제공된다. 이때, 상기 하부 발광 다이오드들(46a)은 서로 직렬로 연결되고, 또한 상기 상부 발광 다이오드들(46b)도 서로 직렬로 연결된다. 상기 하부 발광 다이오드들(46a)이 직렬로 연결된 어레이와 상기 상부 발광 다이오드들(46b)이 직렬로 연결된 어레이는 서로 역병렬로 배치된다.Referring to FIG. 6, by connecting the metal wires 42a and 42b as described with reference to FIG. 5, the light emitting cells 44 each having the lower light emitting diode 46a and the upper light emitting diode 46b are formed. A connected array 48 is provided. In this case, the lower light emitting diodes 46a are connected to each other in series, and the upper light emitting diodes 46b are also connected to each other in series. The array in which the lower light emitting diodes 46a are connected in series and the array in which the upper light emitting diodes 46b are connected in series are arranged in parallel with each other.

한편, 상기 발광셀들(44)의 어레이(48)의 양측에, 도시한 바와 같이, 추가적인 다이오드들을 각각 연결함으로써, 도 7과 같은 등가회로를 구성할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 7, additional diodes are connected to both sides of the array 48 of the light emitting cells 44 to form an equivalent circuit as shown in FIG. 7.

도 7을 참조하면, 하부 발광 다이오드들(46a)과 추가적인 발광 다이오드가 직렬로 연결되어 하나의 직렬 어레이를 형성하며, 상부 발광 다이오드들(46b)과 다른 추가적인 발광 다이오드가 직렬로 연결되어 다른 직렬 어레이를 형성한다. 상기 하부 및 상부 발광 다이오드들(46a, 46b)의 어레이들은 서로 역병렬로 연결된다. 따라서, 상기 어레이들의 양 단부에 교류전원(49)을 연결하여 상기 발광셀들을 구동할 수 있다. 상기 교류전원(49)이 위상을 바꿈에 따라, 상기 상부 발광 다이오드들(46b)의 어레이와 상기 하부 발광 다이오드들(46a)의 어레이가 교대로 동작하게 된다.Referring to FIG. 7, lower light emitting diodes 46a and an additional light emitting diode are connected in series to form one series array, and upper light emitting diodes 46b and another additional light emitting diode are connected in series to form another series array. To form. The arrays of lower and upper light emitting diodes 46a and 46b are connected in anti-parallel to each other. Accordingly, the light emitting cells may be driven by connecting an AC power source 49 to both ends of the arrays. As the AC power supply 49 changes phase, the array of the upper light emitting diodes 46b and the array of the lower light emitting diodes 46a alternately operate.

한편, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 하부 발광다이오드들(46a) 사이의 노드들은 상기 상부 발광다이오드들(46b) 사이의 노드들에 각각 전기적으로 연결된다. 상기 노드들 사이의 연결에 의해 발광셀들(46a, 46b)이 교류전원하에서 안정적으로 구동될 수 있으며, 그 결과 발광소자의 신뢰성이 향상된다.Meanwhile, as shown in FIG. 7, nodes between the lower light emitting diodes 46a are electrically connected to nodes between the upper light emitting diodes 46b, respectively. By the connection between the nodes, the light emitting cells 46a and 46b can be driven stably under an AC power source, and as a result, the reliability of the light emitting device is improved.

본 실시예에 있어서, 상기 발광셀들(44)의 어레이(48)에 추가적인 발광 다이오드들을 연결한 회로를 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 상기 추가적인 발광 다이오드들은 생략될 수 있다.In the present embodiment, a circuit in which additional light emitting diodes are connected to the array 48 of light emitting cells 44 is illustrated, but this is for convenience of description and the additional light emitting diodes may be omitted.

도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.8 and 9 are a plan view and a cross-sectional view for describing a light emitting device according to another embodiment of the present invention, respectively.

도 8 및 도 9를 참조하면, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 기판(51) 상에 하부 N형 반도체층(55)이 위치하고, 또한, 상기 기판(51)과 하부 N형 반도체층(55) 사이에 버퍼층(53)이 개재될 수 있다.8 and 9, as described with reference to FIGS. 1 and 2, the lower N-type semiconductor layer 55 is positioned on the substrate 51, and the substrate 51 and the lower N-type semiconductor are also located. A buffer layer 53 may be interposed between the layers 55.

상기 하부 N형 반도체층(55)의 일 영역 상에 하부 P형 반도체층(59)이 위치하며, 하부 N형 반도체층(55)과 하부 P형 반도체층(59) 사이에 하부 활성층(57)이 개재된다. 또한, 상기 하부 P형 반도체층(59)의 일 영역 상에 상부 P형 반도체층(63)이 위치하고, 상기 하부 P형 반도체층(59)과 상기 상부 P형 반도체층(63) 사이 에 분리층(separating layer, 61)이 개재된다. 이에 더하여, 상기 상부 P형 반도체층(63)의 일 영역 상에 상부 N형 반도체층(69)이 위치하고, 상기 상부 P형 반도체층(63)과 상기 상부 N형 반도체층(69) 사이에 상부 활성층(67)이 개재된다. 그 결과, 상기 하부 N형 반도체층(55), 상기 하부 활성층(57) 및 상기 하부 P형 반도체층(59)을 포함하는 하부 발광 다이오드와, 상기 상부 P형 반도체층(63), 상기 상부 활성층(67) 및 상기 상부 N형 반도체층(69)을 포함하는 상부 발광 다이오드가 적층된 구조의 발광소자가 제공된다.The lower P-type semiconductor layer 59 is positioned on one region of the lower N-type semiconductor layer 55, and the lower active layer 57 is disposed between the lower N-type semiconductor layer 55 and the lower P-type semiconductor layer 59. This intervenes. In addition, an upper P-type semiconductor layer 63 is positioned on one region of the lower P-type semiconductor layer 59, and a separation layer between the lower P-type semiconductor layer 59 and the upper P-type semiconductor layer 63. (separating layer 61) is interposed. In addition, an upper N-type semiconductor layer 69 is positioned on one region of the upper P-type semiconductor layer 63, and an upper portion is formed between the upper P-type semiconductor layer 63 and the upper N-type semiconductor layer 69. The active layer 67 is interposed. As a result, a lower light emitting diode including the lower N-type semiconductor layer 55, the lower active layer 57, and the lower P-type semiconductor layer 59, the upper P-type semiconductor layer 63, and the upper active layer A light emitting device having a structure in which an upper light emitting diode including a 67 and the upper N-type semiconductor layer 69 is stacked is provided.

상기 하부 활성층(57) 및 상부 활성층(67)은 각각 단일 양자웰 또는 다중 양자웰일 수 있다. 상기 하부 N형 반도체층(55) 및 상기 하부 P형 반도체층(59)은 상기 하부 활성층(57)보다 넓은 밴드갭을 가지며, 또한 상기 상부 P형 반도체층(63) 및 상기 상부 N형 반도체층(69)은 상기 상부 활성층(67)보다 넓은 밴드갭을 갖는다.The lower active layer 57 and the upper active layer 67 may each be a single quantum well or multiple quantum wells. The lower N-type semiconductor layer 55 and the lower P-type semiconductor layer 59 have a wider bandgap than the lower active layer 57, and the upper P-type semiconductor layer 63 and the upper N-type semiconductor layer. 69 has a wider bandgap than the upper active layer 67.

상기 하부 및 상부 N형 반도체층(55, 69), 하부 및 상부 활성층(57, 67), 하부 및 상부 P형 반도체층은 각각 (B, Al, Ga, In)N로 형성된 GaN 계열의 반도체층들일 수 있다. 상기 N형 반도체층들(55, 69)은 Si을 도핑하여 형성될 수 있으며, 상기 P형 반도체층들(59, 63)은 Mg을 도핑하여 형성될 수 있다.The lower and upper N-type semiconductor layers 55 and 69, the lower and upper active layers 57 and 67, and the lower and upper P-type semiconductor layers are GaN-based semiconductor layers formed of (B, Al, Ga, In) N, respectively. Can be entered. The N-type semiconductor layers 55 and 69 may be formed by doping Si, and the P-type semiconductor layers 59 and 63 may be formed by doping Mg.

한편, 상기 분리층(61)은 하부 발광 다이오드와 상부 발광 다이오드를 전기적으로 분리하기 위해 채택된 것으로 절연층 또는 고저항의 반절연층(semi-insulating layer)일 수 있다. 상기 분리층(61)은 상기 하부 및 상부 P형 반도체층들(59, 63)과 동일 또는 유사한 결정 구조를 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하 며, 예컨대 반절연 질화갈륨으로 형성될 수 있다.Meanwhile, the separation layer 61 is adopted to electrically separate the lower light emitting diode and the upper light emitting diode, and may be an insulating layer or a semi-insulating layer having a high resistance. The separation layer 61 is preferably formed of a material having the same or similar crystal structure as the lower and upper P-type semiconductor layers 59 and 63, and may be formed of, for example, semi-insulating gallium nitride.

또한, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 상부 P형 반도체층(63)과 상부 활성층(67) 사이에 코도프층(65)이 개재될 수 있다. 상기 코도프층(65)은 상기 P형 반도체층(63)을 Mg 도핑된 질화갈륨으로 형성한 경우, 상부 활성층(67)의 결정성을 개선하기 위해 채택된다.In addition, as described with reference to FIG. 2, a co-dope layer 65 may be interposed between the upper P-type semiconductor layer 63 and the upper active layer 67. The co-doped layer 65 is adopted to improve the crystallinity of the upper active layer 67 when the P-type semiconductor layer 63 is formed of Mg-doped gallium nitride.

한편, 상기 하부 N형 반도체층(55)의 다른 영역 상에 하부 N형 전극(71a)이 형성되고, 상기 상부 N형 반도체층(69) 상에 상부 N형 전극(71b)이 형성된다. 또한, 상기 하부 P형 반도체층(59)의 다른 영역 상에 하부 P형 전극(73a)이 형성되고, 상기 상부 P형 반도체층(63)의 다른 영역 상에 상부 P형 전극(73b)이 형성된다. 상기 하부 N형 전극(71a) 및 상부 N형 전극(71b)은 예컨대 ITO로 형성될 수 있으며, 상기 하부 P형 전극(73a) 및 상기 상부 P형 전극(73b)은 예컨대 Ni/Au로 형성될 수 있다. 이들 전극들(71a, 71b, 73a, 73b)은 리프트-오프(lift-off) 공정을 사용하여 형성될 수 있다.The lower N-type electrode 71a is formed on another region of the lower N-type semiconductor layer 55, and the upper N-type electrode 71b is formed on the upper N-type semiconductor layer 69. In addition, a lower P-type electrode 73a is formed on another region of the lower P-type semiconductor layer 59, and an upper P-type electrode 73b is formed on another region of the upper P-type semiconductor layer 63. do. The lower N-type electrode 71a and the upper N-type electrode 71b may be formed of, for example, ITO, and the lower P-type electrode 73a and the upper P-type electrode 73b may be formed of, for example, Ni / Au. Can be. These electrodes 71a, 71b, 73a, 73b may be formed using a lift-off process.

상기 P형 전극들(73a, 73b)을 외부전원(도시하지 않음)의 일 단자에 연결하고, 상기 N형 전극들(71a, 71b)을 상기 외부전원의 다른 단자에 연결하여 상기 발광소자를 구동시킬 수 있다. 상기 전극들은 본딩와이어들(도시하지 않음)을 통해 외부전원에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 하부 P형 전극(73a)에서 하부 N형 전극(71a)으로 전류가 흐르고, 상부 P형 전극(73b)에서 상부 N형 전극(71b)으로 전류가 흘러, 상기 하부 발광 다이오드와 상부 발광 다이오드가 구동된다. 또한, 상기 하부 P형 전극(73a)과 하부 N형 전극(71a), 및 상기 상부 P형 전극(73b) 과 상부 N형 전극(71b)을 각각 서로 다른 외부전원에 연결하여, 하부 발광 다이오드와 상부 발광 다이오드를 개별적으로 구동할 수 있다.The P-type electrodes 73a and 73b are connected to one terminal of an external power source (not shown), and the N-type electrodes 71a and 71b are connected to the other terminal of the external power source to drive the light emitting device. You can. The electrodes may be electrically connected to an external power source through bonding wires (not shown). Accordingly, a current flows from the lower P-type electrode 73a to the lower N-type electrode 71a, and a current flows from the upper P-type electrode 73b to the upper N-type electrode 71b, so that the lower light emitting diode and the upper light emission. The diode is driven. In addition, the lower P-type electrode 73a and the lower N-type electrode 71a, and the upper P-type electrode 73b and the upper N-type electrode 71b are connected to different external power sources, respectively, so that the lower light emitting diode and The top light emitting diodes can be driven individually.

본 실시예에 따르면, 하부 및 상부 발광 다이오드들이 수직으로 적층된 구조의 발광소자를 제공하므로, 종래의 단일 발광 다이오드 구조의 발광소자에 비해 기판의 단위 면적당 광출력을 증가시킬 수 있다. 또한, 분리층(61)을 채택하여 상부 발광 다이오드와 하부 발광 다이오드를 전기적으로 분리함으로써, 이들 발광 다이오드를 개별적으로 구동하는 것이 용이하다.According to the present embodiment, since the lower and upper light emitting diodes are provided in a vertically stacked structure, the light output per unit area of the substrate can be increased as compared with the light emitting device having the conventional single light emitting diode structure. Further, by adopting the separation layer 61 to electrically separate the upper light emitting diodes and the lower light emitting diodes, it is easy to drive these light emitting diodes individually.

도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수개의 발광셀들을 갖는 발광소자를 설명하기 위한 부분단면도 및 회로도이다.10 and 11 are partial cross-sectional views and circuit diagrams for describing a light emitting device having a plurality of light emitting cells according to another embodiment of the present invention, respectively.

도 10을 참조하면, 단일의 기판 상에 복수개의 발광셀들이 위치한다. 여기서, 상기 발광셀들 각각은 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 바와 같은 수직으로 적층된 발광 다이오드들의 구조를 갖는다. 또한, 상기 발광셀들 각각은 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 바와 같은 하부 N형 전극(71a), 상부 N형 전극(71b), 하부 P형 전극(73a) 및 상부 P형 전극(73b)을 갖는다. 여기서, 상기 발광셀들의 구조는 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 발광소자와 동일하므로 그 구조에 대한 상세한 설명을 생략하고, 상기 발광셀들의 전기적인 연결에 대해서 설명한다.Referring to FIG. 10, a plurality of light emitting cells are positioned on a single substrate. Here, each of the light emitting cells has a structure of light emitting diodes stacked vertically as described with reference to FIGS. 8 and 9. In addition, each of the light emitting cells has a lower N-type electrode 71a, an upper N-type electrode 71b, a lower P-type electrode 73a, and an upper P-type electrode 73b as described with reference to FIGS. 8 and 9. Has Here, since the structure of the light emitting cells is the same as the light emitting device described with reference to FIGS. 8 and 9, a detailed description thereof is omitted, and electrical connection of the light emitting cells will be described.

상기 발광셀들 각각의 하부 N형 전극(71a) 및 상부 N형 전극(71b)은 이웃하는 발광셀의 하부 P형 전극(73a) 및 상부 P형 전극(73b)에 각각 전기적으로 연결된다. 상기 하부 N형 전극(71a)과 하부 P형 전극(73a)은 금속배선(75a)을 통해 연결되고, 상기 상부 N형 전극(71b)과 상부 P형 전극(73b)은 금속배선(75b)을 통해 연 결될 수 있다. 상기 금속배선들(75a, 75b)은 에어브리지(air-bridge) 공정 또는 스텝커버(step-cover) 공정을 사용하여 함께 형성될 수 있다.The lower N-type electrode 71a and the upper N-type electrode 71b of each of the light emitting cells are electrically connected to the lower P-type electrode 73a and the upper P-type electrode 73b of neighboring light emitting cells, respectively. The lower N-type electrode 71a and the lower P-type electrode 73a are connected through the metal wiring 75a, and the upper N-type electrode 71b and the upper P-type electrode 73b connect the metal wiring 75b. Can be connected. The metal wires 75a and 75b may be formed together using an air-bridge process or a step-cover process.

상기 금속배선들(75a, 75b)은, 도시한 바와 같이 서로 분리되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 연결될 수도 있다.The metal wires 75a and 75b may be formed separately from each other, as illustrated, but are not limited thereto and may be connected to each other.

도 11을 참조하면, 도 10을 참조하여 설명한 바와 같은 금속배선들(75a, 75b)의 연결에 의해, 하부 발광 다이오드(85a)와 상부 발광 다이오드(85b)를 각각 갖는 발광셀들(83)이 직렬로 연결된 어레이들(87a, 87b)이 제공된다. 상기 직렬 어레이들(87a, 87b)은 역병렬로 연결되어 교류전원(89)에 연결된다. 이에 따라, 교류전원하에서 구동되는 발광소자가 제공된다.Referring to FIG. 11, by connecting the metal wires 75a and 75b as described with reference to FIG. 10, the light emitting cells 83 having the lower light emitting diode 85a and the upper light emitting diode 85b are respectively formed. Arrays 87a and 87b connected in series are provided. The series arrays 87a and 87b are connected in reverse parallel to an AC power source 89. Accordingly, a light emitting device driven under an AC power source is provided.

한편, 상기 금속배선들(75a, 75b)이 서로 분리되어 형성된 경우, 상기 하부 발광 다이오드들(85a) 또한 직렬로 연결되어 어레이를 형성하며, 상부 발광 다이오드들(85b)도 직렬 어레이를 형성한다. 따라서, 상부 발광 다이오드들의 직렬 어레이와 하부 발광 다이오드들의 직렬 어레이를 역병렬로 연결하여, 교류전원하에서 각 발광셀의 하부 발광 다이오드와 상부 발광 다이오드가 교대로 구동되는 발광소자를 제공할 수 있다. 그 결과, 교류전원하에서 칩의 전 영역에 걸쳐 광을 방출하는 발광소자가 제공될 수 있다.Meanwhile, when the metal lines 75a and 75b are separated from each other, the lower light emitting diodes 85a are also connected in series to form an array, and the upper light emitting diodes 85b also form a series array. Accordingly, by connecting the serial array of the upper light emitting diodes and the serial array of the lower light emitting diodes in parallel and in parallel, it is possible to provide a light emitting device in which the lower light emitting diode and the upper light emitting diode of each light emitting cell are alternately driven under AC power. As a result, a light emitting device that emits light over the entire area of the chip under an AC power supply can be provided.

본 발명의 실시예들에 따른 발광소자는 다양한 형태로 발광 다이오드 패키지에 탑재될 수 있다. 예컨대, 상기 발광소자의 기판(21)을 실장면으로 하여 탑재할 수 있으며, 이와 달리, 상기 발광소자를 서브마운트 기판에 플립 본딩하여 탑재할 수 있다. 상기 발광소자를 서브마운트 기판에 플립 본딩하여 탑재할 경우, 발광소 자의 상부 N형 반도체층(들)(35 또는 69)이 금속범퍼(들)을 통해 서브마운트 기판에 본딩된다. 상기 발광소자를 열방출 특성이 우수한 서브마운트 기판에 플립 본딩함으로써, 상기 발광소자에서 방출된 열을 쉽게 방출할 수 있어, 발광효율을 더욱 개선할 수 있다.The light emitting device according to the embodiments of the present invention may be mounted in the LED package in various forms. For example, the substrate 21 of the light emitting device may be mounted as a mounting surface. Alternatively, the light emitting device may be mounted by flip bonding to the submount substrate. When the light emitting device is mounted by flip bonding to the submount substrate, the upper N-type semiconductor layer (s) 35 or 69 of the light emitting device are bonded to the submount substrate through the metal bumper (s). By flip-bonding the light emitting device to a submount substrate having excellent heat dissipation characteristics, heat emitted from the light emitting device can be easily discharged, thereby further improving luminous efficiency.

본 발명의 실시예들에 따르면, 수직으로 적층된 발광 다이오드들을 채택하여 단위 면적당 광출력을 증가시킬 수 있는 발광소자를 제공할 수 있다. 또한, 수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 복수개의 발광셀들을 전기적으로 연결하여 교류전원하에서 구동가능하며, 광출력이 개선된 발광소자를 제공할 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상부 N형 반도체층이 위쪽에 위치하므로, 투명전극으로 ITO 전극을 채택하는 것이 용이하며, 또한 거칠어진 표면을 쉽게 형성할 수 있어 광추출 효율을 용이하게 개선할 수 있다. According to embodiments of the present invention, it is possible to provide a light emitting device capable of increasing light output per unit area by adopting light emitting diodes stacked vertically. In addition, a plurality of light emitting cells having vertically stacked light emitting diodes may be electrically connected to each other to provide a light emitting device capable of being driven under an AC power source and having improved light output. On the other hand, according to the embodiments of the present invention, since the upper N-type semiconductor layer is located above, it is easy to adopt the ITO electrode as a transparent electrode, and also to form a rough surface easily to facilitate the light extraction efficiency It can be improved.

Claims (14)

기판 상에 위치하는 하부 N형 반도체층;A lower N-type semiconductor layer on the substrate; 상기 하부 N형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 P형 반도체층;A P-type semiconductor layer located on one region of the lower N-type semiconductor layer; 상기 P형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 상부 N형 반도체층;An upper N-type semiconductor layer on one region of the P-type semiconductor layer; 상기 하부 N형 반도체층과 상기 P형 반도체층 사이에 개재된 하부 활성층; A lower active layer interposed between the lower N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer; 상기 P형 반도체층과 상기 상부 N형 반도체층 사이에 개재된 상부 활성층; 및An upper active layer interposed between the P-type semiconductor layer and the upper N-type semiconductor layer; And 상기 P형 반도체층과 상기 상부 활성층 사이에 개재된 코도프층(codoped layer)을 포함하는 수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 발광 소자.A light emitting device having vertically stacked light emitting diodes including a codoped layer interposed between the P-type semiconductor layer and the upper active layer. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 하부 N형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 하부 N형 전극;A lower N-type electrode formed on another region of the lower N-type semiconductor layer; 상기 P형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 P형 전극; 및A P-type electrode formed on another region of the P-type semiconductor layer; And 상기 상부 N형 반도체층 상에 형성된 상부 N형 전극을 더 포함하는 수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 발광소자.The light emitting device having vertically stacked light emitting diodes further comprising an upper N type electrode formed on the upper N type semiconductor layer. 삭제delete 기판 상에 복수개의 발광셀들을 갖는 발광소자에 있어서,In the light emitting device having a plurality of light emitting cells on the substrate, 상기 발광셀들 각각은Each of the light emitting cells 상기 기판 상에 위치하는 하부 N형 반도체층;A lower N-type semiconductor layer on the substrate; 상기 하부 N형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 P형 반도체층;A P-type semiconductor layer located on one region of the lower N-type semiconductor layer; 상기 P형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 상부 N형 반도체층;An upper N-type semiconductor layer on one region of the P-type semiconductor layer; 상기 하부 N형 반도체층과 상기 P형 반도체층 사이에 개재된 하부 활성층;A lower active layer interposed between the lower N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer; 상기 P형 반도체층과 상기 상부 N형 반도체층 사이에 개재된 상부 활성층; 및An upper active layer interposed between the P-type semiconductor layer and the upper N-type semiconductor layer; And 상기 P형 반도체층과 상기 상부 활성층 사이에 개재된 코도프층(codoped layer)을 포함하는 발광소자.And a codoped layer interposed between the P-type semiconductor layer and the upper active layer. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 발광셀들 각각은 상기 하부 N형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 하부 N형 전극;Each of the light emitting cells may include a lower N-type electrode formed on another region of the lower N-type semiconductor layer; 상기 P형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 P형 전극; 및A P-type electrode formed on another region of the P-type semiconductor layer; And 상기 상부 N형 반도체층 상에 형성된 상부 N형 전극을 더 포함하고,Further comprising an upper N-type electrode formed on the upper N-type semiconductor layer, 상기 각 발광셀의 하부 N형 전극 및 상부 N형 전극은 이웃하는 발광셀의 P형 전극에 전기적으로 연결되는 발광소자.The lower N-type electrode and the upper N-type electrode of each light emitting cell is electrically connected to the P-type electrode of the neighboring light emitting cell. 기판 상에 복수개의 발광셀들을 갖는 발광소자에 있어서,In the light emitting device having a plurality of light emitting cells on the substrate, 상기 발광셀들 각각은Each of the light emitting cells 상기 기판 상에 위치하는 하부 N형 반도체층;A lower N-type semiconductor layer on the substrate; 상기 하부 N형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 P형 반도체층;A P-type semiconductor layer located on one region of the lower N-type semiconductor layer; 상기 P형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 상부 N형 반도체층;An upper N-type semiconductor layer on one region of the P-type semiconductor layer; 상기 하부 N형 반도체층과 상기 P형 반도체층 사이에 개재된 하부 활성층;A lower active layer interposed between the lower N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer; 상기 P형 반도체층과 상기 상부 N형 반도체층 사이에 개재된 상부 활성층; An upper active layer interposed between the P-type semiconductor layer and the upper N-type semiconductor layer; 상기 하부 N형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 하부 N형 전극;A lower N-type electrode formed on another region of the lower N-type semiconductor layer; 상기 P형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 P형 전극;A P-type electrode formed on another region of the P-type semiconductor layer; 상기 P형 반도체층의 또 다른 영역 상에 형성된 다른 P형 전극; 및Another P-type electrode formed on another region of the P-type semiconductor layer; And 상기 상부 N형 반도체층 상에 형성된 상부 N형 전극을 포함하고,An upper N-type electrode formed on the upper N-type semiconductor layer, 상기 각 발광셀의 하부 N형 전극은 이웃하는 발광셀의 P형 전극에 전기적으로 연결되고, 상기 각 발광셀의 다른 P형 전극은 상기 이웃하는 발광셀의 상부 N형 전극에 전기적으로 연결되고, 상기 각 발광셀의 P형 전극은 이웃하는 다른 발광셀의 하부 N형 전극에 전기적으로 연결되고, 상기 각 발광셀의 상부 N형 전극은 상기 이웃하는 다른 발광셀의 다른 P형 전극에 전기적으로 연결되는 발광소자.The lower N-type electrode of each light emitting cell is electrically connected to the P-type electrode of a neighboring light emitting cell, the other P-type electrode of each light emitting cell is electrically connected to the upper N-type electrode of the neighboring light emitting cell, The P-type electrode of each light emitting cell is electrically connected to the lower N-type electrode of another neighboring light emitting cell, and the upper N-type electrode of each light emitting cell is electrically connected to another P-type electrode of the other neighboring light emitting cell. Light emitting device. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 발광셀들 각각은 상기 P형 반도체층과 상기 상부 활성층 사이에 개재된 코도프층(codoped layer)을 더 포함하는 발광소자.Each of the light emitting cells further includes a codoped layer interposed between the P-type semiconductor layer and the upper active layer. 기판 상에 위치하는 하부 N형 반도체층;A lower N-type semiconductor layer on the substrate; 상기 하부 N형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 하부 P형 반도체층;A lower P-type semiconductor layer on one region of the lower N-type semiconductor layer; 상기 하부 P형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 상부 P형 반도체층;An upper P-type semiconductor layer on one region of the lower P-type semiconductor layer; 상기 상부 P형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 상부 N형 반도체층;An upper N-type semiconductor layer positioned on one region of the upper P-type semiconductor layer; 상기 하부 N형 반도체층과 상기 하부 P형 반도체층 사이에 개재된 하부 활성층;A lower active layer interposed between the lower N-type semiconductor layer and the lower P-type semiconductor layer; 상기 상부 P형 반도체층과 상기 상부 N형 반도체층 사이에 개재된 상부 활성층; 및An upper active layer interposed between the upper P-type semiconductor layer and the upper N-type semiconductor layer; And 상기 하부 P형 반도체층과 상기 상부 P형 반도체층 사이에 개재된 분리층을 포함하는 수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 발광소자.The light emitting device having vertically stacked light emitting diodes including a separation layer interposed between the lower P-type semiconductor layer and the upper P-type semiconductor layer. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 하부 N형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 하부 N형 전극;A lower N-type electrode formed on another region of the lower N-type semiconductor layer; 상기 하부 P형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 하부 P형 전극;A lower P-type electrode formed on another region of the lower P-type semiconductor layer; 상기 상부 P형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 상부 P형 전극;An upper P-type electrode formed on another region of the upper P-type semiconductor layer; 상기 상부 N형 반도체층 상에 형성된 상부 N형 전극을 더 포함하는 수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 발광소자.The light emitting device having vertically stacked light emitting diodes further comprising an upper N type electrode formed on the upper N type semiconductor layer. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 상부 P형 반도체층과 상기 상부 활성층 사이에 개재된 코도프층을 더 포함하는 수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 발광소자.A light emitting device having vertically stacked light emitting diodes further comprising a co-dope layer interposed between the upper P-type semiconductor layer and the upper active layer. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 분리층은 반절연층인 것을 특징으로 하는 수직으로 적층된 발광 다이오드들을 갖는 발광소자.The light emitting device having vertically stacked light emitting diodes, wherein the separation layer is a semi-insulating layer. 기판 상에 복수개의 발광셀들을 갖는 발광소자에 있어서,In the light emitting device having a plurality of light emitting cells on the substrate, 상기 발광셀들 각각은Each of the light emitting cells 상기 기판 상에 위치하는 하부 N형 반도체층;A lower N-type semiconductor layer on the substrate; 상기 하부 N형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 하부 P형 반도체층;A lower P-type semiconductor layer on one region of the lower N-type semiconductor layer; 상기 하부 P형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 상부 P형 반도체층;An upper P-type semiconductor layer on one region of the lower P-type semiconductor layer; 상기 상부 P형 반도체층의 일 영역 상에 위치하는 상부 N형 반도체층;An upper N-type semiconductor layer positioned on one region of the upper P-type semiconductor layer; 상기 하부 N형 반도체층과 상기 하부 P형 반도체층 사이에 개재된 하부 활성층;A lower active layer interposed between the lower N-type semiconductor layer and the lower P-type semiconductor layer; 상기 상부 P형 반도체층과 상기 상부 N형 반도체층 사이에 개재된 상부 활성층; 및An upper active layer interposed between the upper P-type semiconductor layer and the upper N-type semiconductor layer; And 상기 하부 P형 반도체층과 상기 상부 P형 반도체층 사이에 개재된 분리층을 포함하는 발광소자.And a separation layer interposed between the lower P-type semiconductor layer and the upper P-type semiconductor layer. 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12, 상기 발광셀들 각각은Each of the light emitting cells 상기 하부 N형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 하부 N형 전극;A lower N-type electrode formed on another region of the lower N-type semiconductor layer; 상기 하부 P형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 하부 P형 전극;A lower P-type electrode formed on another region of the lower P-type semiconductor layer; 상기 상부 P형 반도체층의 다른 영역 상에 형성된 상부 P형 전극;An upper P-type electrode formed on another region of the upper P-type semiconductor layer; 상기 상부 N형 반도체층 상에 형성된 상부 N형 전극을 더 포함하고,Further comprising an upper N-type electrode formed on the upper N-type semiconductor layer, 상기 각 발광셀의 하부 N형 전극 및 상부 N형 전극은 각각 이웃하는 발광셀 의 하부 P형 전극 및 상부 P형 전극에 전기적으로 연결되는 발광소자.The lower N type electrode and the upper N type electrode of each light emitting cell are electrically connected to the lower P type electrode and the upper P type electrode of a neighboring light emitting cell, respectively. 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12, 상기 발광셀들 각각은 상기 상부 P형 반도체층과 상기 상부 활성층 사이에 개재된 코도프층을 더 포함하는 발광소자.Each of the light emitting cells further includes a co-dope layer interposed between the upper P-type semiconductor layer and the upper active layer.
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