KR100721143B1 - Gan type light emitting diode - Google Patents

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KR100721143B1
KR100721143B1 KR1020060006717A KR20060006717A KR100721143B1 KR 100721143 B1 KR100721143 B1 KR 100721143B1 KR 1020060006717 A KR1020060006717 A KR 1020060006717A KR 20060006717 A KR20060006717 A KR 20060006717A KR 100721143 B1 KR100721143 B1 KR 100721143B1
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nitride layer
light emitting
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황석민
오방원
고건유
박형진
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Abstract

본 발명은 질화갈륨계 발광다이오드에 관한 것으로서, 특히, 기판과, 상기 기판 상에 형성된 버퍼층과, 상기 버퍼층 상에 형성된 n형 질화갈륨층과, 상기 n형 질화갈륨층의 소정 영역 상에 형성된 활성층과, 상기 활성층 상에 형성된 p형 질화갈륨층과, 상기 p형 질화갈륨층 상에 형성된 투명 전극과, 상기 투명 전극 상에 형성된 p형 전극과, 상기 활성층이 형성되지 않은 상기 n형 질화갈륨층 내에 소정 깊이로 형성된 하나 이상의 트렌치 및 상기 트렌치의 내벽을 따라 형성된 n형 전극을 포함하는 질화갈륨계 발광다이오드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gallium nitride based light emitting diode, and more particularly, to a substrate, a buffer layer formed on the substrate, an n-type gallium nitride layer formed on the buffer layer, and an active layer formed on a predetermined region of the n-type gallium nitride layer. And a p-type gallium nitride layer formed on the active layer, a transparent electrode formed on the p-type gallium nitride layer, a p-type electrode formed on the transparent electrode, and the n-type gallium nitride layer on which the active layer is not formed. A gallium nitride based light emitting diode comprising at least one trench formed in a predetermined depth therein and an n-type electrode formed along an inner wall of the trench.

LED, 수평, 전류확산, n형 전극, 트렌치 LED, horizontal, current spreading, n-type electrode, trench

Description

질화갈륨계 발광다이오드{GaN TYPE LIGHT EMITTING DIODE}Gallium nitride based light emitting diodes {GaN TYPE LIGHT EMITTING DIODE}

도 1은 종래 기술에 따른 질화갈륨계 LED의 구조를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a gallium nitride-based LED according to the prior art.

도 2는 도 1에 도시된 질화갈륨계 LED의 전류확산 경로를 설명하기 위해 나타낸 도면.2 is a view illustrating a current diffusion path of the gallium nitride-based LED shown in FIG.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 질화갈륨계 LED의 구조를 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing the structure of a gallium nitride-based LED according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 질화갈륨계 LED의 전류확산 경로를 설명하기 위해 나타낸 도면.4 is a view illustrating a current diffusion path of the gallium nitride-based LED shown in FIG.

도 5 내지 도 7은 제1 실시예의 제1 내지 제3 변형예에 따른 질화갈륨계 LED를 나타낸 단면도.5 to 7 are cross-sectional views showing gallium nitride based LEDs according to the first to third modified examples of the first embodiment.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 질화갈륨계 LED의 구조를 나타낸 단면도.8 is a cross-sectional view showing the structure of a gallium nitride based LED according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 기판 120 : 버퍼층110 substrate 120 buffer layer

130 : n형 질화갈륨층 140 : 활성층130: n-type gallium nitride layer 140: active layer

150 : p형 질화갈륨층 160 : 투명 전극150 p-type gallium nitride layer 160 transparent electrode

170 : p형 전극 180 : n형 전극170: p-type electrode 180: n-type electrode

190 : 트렌치190: trench

본 발명은 질화갈륨계 발광다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 p형 전극과 n형 전극이 수평구조를 가지는 질화갈륨계 발광다이오드의 전류확산 효과를 최적화하여 발광효율이 향상된 질화갈륨계 발광다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to a gallium nitride based light emitting diode, and more particularly, to a gallium nitride based light emitting diode having improved luminous efficiency by optimizing the current diffusion effect of a gallium nitride based light emitting diode having a p-type electrode and an n-type electrode having a horizontal structure. It is about.

일반적으로, 발광다이오드(Light Emitting Diode : 이하, 'LED'라 칭함)는 전자와 홀의 재결합이라는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시켜 신호를 보내고 받는데 사용되는 반도체 소자이다.In general, a light emitting diode (LED) is used to send and receive an electric signal by converting an electric signal into an infrared, visible or light form using a property of a compound semiconductor called recombination of electrons and holes. It is a semiconductor device.

보통 LED의 사용 범위는 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화기기, 광통신 등에 사용되고 종류는 크게 IRED(Infrared Emitting Diode)와 VLED(Visible Light Emitting Diode)로 나뉘어진다.Usually, the use range of LED is used for home appliances, remote control, electronic signboard, indicator, various automation equipment, optical communication, etc. It is divided into IRED (Infrared Emitting Diode) and VLED (Visible Light Emitting Diode).

LED에 있어서, 발광되는 광의 주파수(혹은 파장)는 반도체소자에 사용되는 재료의 밴드 갭 함수로서, 작은 밴드 갭을 갖는 반도체 재료를 사용하는 경우 낮은 에너지와 긴 파장의 광자가 발생되고, 넓은 밴드 갭을 갖는 반도체 재료를 사용하 는 경우 짧은 파장의 광자가 발생된다. 따라서, 발광하고자 하는 빛의 종류에 따라서 소자의 반도체 재료가 선택된다.In LEDs, the frequency (or wavelength) of light emitted is a function of the band gap of the material used in the semiconductor device. When using a semiconductor material having a small band gap, low energy and long wavelength photons are generated, and a wide band gap In the case of using a semiconductor material having a photon, a photon of a short wavelength is generated. Therefore, the semiconductor material of the device is selected according to the kind of light to be emitted.

예를 들어, 적색 LED의 경우 AlGaInP 물질을 사용하고, 청색 LED의 경우 실리콘 카바이드(SiC)와 Ⅲ족 질화물계 반도체, 특히 갈륨나이트라이드(GaN)를 사용한다. 근래 청색 발광다이오드로 사용되는 질화물계 반도체로는 (AlxIn1-x)yGa1-yN 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 물질이 널리 사용되고 있다.For example, AlGaInP materials are used for red LEDs, and silicon carbide (SiC) and group III nitride semiconductors, especially gallium nitride (GaN), are used for blue LEDs. Recently, a nitride semiconductor used as a blue light emitting diode is (Al x In 1-x ) y Ga 1-y N composition formula (where 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1 ) Materials are widely used.

이와 같은 질화갈륨계 LED는, 일반적으로 광투과성 절연 기판인 사파이어 기판 상에서 성장될 수 있으므로, 양 전극인 p형 전극 및 n형 전극 모두를 결정 성장된 반도체층 측에 수평으로 형성해야 한다. 이러한 종래의 질화갈륨계 LED의 구조가 도 1에 예시되어 있다.Since such gallium nitride-based LEDs can be grown on a sapphire substrate, which is generally a light-transmissive insulating substrate, both p-type electrodes and n-type electrodes, which are both electrodes, should be formed horizontally on the crystal-grown semiconductor layer side. The structure of such a conventional gallium nitride based LED is illustrated in FIG.

도 1을 참조하면, 질화갈륨계 LED는, 사파이어 기판(110)과, GaN 버퍼층(120)과, n형 질화갈륨층(130)과, 다중우물구조인 GaN/InGaN 활성층(140)과, p형 질화갈륨층(150)이 순차 결정성장되어 있으며, 상기 p형 질화갈륨층(150)과 GaN/InGaN 활성층(140)은 일부 식각(mesa etching)공정에 의하여 그 일부영역이 제거되는 바, n형 질화갈륨층(130)의 일부상면이 노출된 구조를 갖는다.Referring to FIG. 1, a gallium nitride based LED includes a sapphire substrate 110, a GaN buffer layer 120, an n-type gallium nitride layer 130, a GaN / InGaN active layer 140 having a multiwell structure, and p. The gallium nitride layer 150 is sequentially crystal-grown, and the p-type gallium nitride layer 150 and the GaN / InGaN active layer 140 are partially removed by a partial etching process. A portion of the upper surface of the type gallium nitride layer 130 is exposed.

상기 노출된 n형 질화갈륨층(130) 상에는 n형 전극(180)이 형성되어 있고, 상기 p형 질화갈륨층(150) 상에는 p형 전극(170)이 형성되어 있다.An n-type electrode 180 is formed on the exposed n-type gallium nitride layer 130, and a p-type electrode 170 is formed on the p-type gallium nitride layer 150.

한편, 종래 기술에 따른 질화갈륨계 LED는, p형 전극(170)과 n형 전극(180)이 사파이어 기판(110)의 일측 표면으로부터 결정 성장된 반도체층 측에 나란히 형 성되어 있는 수평 구조를 이루고 있기 때문에, p형 전극(170)이 n형 전극(180)에서 멀어질수록 전류가 흐르는 경로의 길이가 길어져 n형 질화갈륨층(130)의 저항이 증가하게 되고, 이에 따라, n형 전극(180)에 인접한 부분에 전류가 집중적으로 흐르게 되어 전류확산의 효과가 떨어지는 문제가 있다.On the other hand, the gallium nitride-based LED according to the prior art has a horizontal structure in which the p-type electrode 170 and the n-type electrode 180 are formed side by side on the side of the semiconductor layer crystal growth from one surface of the sapphire substrate 110. Therefore, as the p-type electrode 170 moves away from the n-type electrode 180, the length of the current flow path becomes longer, thereby increasing the resistance of the n-type gallium nitride layer 130. As a result, the n-type electrode Since current flows in a portion adjacent to 180, the effect of current spreading is inferior.

이에 따라, 종래에는 이러한 문제를 해결하기 위해 상기 p형 질화갈륨층(150)과 p형 전극(170) 사이의 계면, 즉, p형 전극(170)을 형성하기 전에 p형 질화갈륨층(150) 상부 전면에 투명 전극(160)을 형성하여, p형 전극(170)을 통해 주입되는 전류의 주입 면적을 증가시켜 전류확산 효과를 개선하였다.Accordingly, in order to solve this problem, the p-type gallium nitride layer 150 is formed before the interface between the p-type gallium nitride layer 150 and the p-type electrode 170, that is, the p-type electrode 170. By forming the transparent electrode 160 on the upper front surface, the current diffusion effect was improved by increasing the injection area of the current injected through the p-type electrode 170.

그런데, 상기와 같이 종래 기술에 따른 질화갈륨계 LED는 p형 질화갈륨층(150)과 p형 전극(170) 사이에 투명 전극(160)을 더 구비하여 기존에 비해 향상된 전류확산 효과를 얻을 수는 있었다.However, the gallium nitride-based LED according to the prior art as described above is further provided with a transparent electrode 160 between the p-type gallium nitride layer 150 and the p-type electrode 170 to obtain an improved current diffusion effect compared to the conventional. Was there.

그러나, 종래 기술에 따른 질화갈륨계 LED는, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 투명 전극(160)과 p형 전극(170)의 넓은 접촉 면적으로 인해, p형 전극(170)에서 투명 전극(160)을 통해 n형 질화갈륨층(130)으로 흐르는 전류의 경로가 여전히 길게 형성되며, 그에 따라 상기 n형 전극(180)에 인접한 부분에 "A"와 같이 전류가 집중적으로 흐르게 되어 전류확산의 효과가 떨어지는 문제가 있었다.However, the gallium nitride based LED according to the related art has a large contact area between the transparent electrode 160 and the p-type electrode 170 as shown in FIG. The path of the current flowing through the n-type gallium nitride layer 130 is still long, so that the current flows intensively in the portion adjacent to the n-type electrode 180, such as "A", and thus the effect of current diffusion. There was a problem of falling.

또한, 상기와 같이 전류확산의 효과가 떨어지게 되면, 발광면에서 발광하는 광 또한 불균일하게 발광하여 LED의 전체적인 발광 효율이 떨어지는 문제가 있었다.In addition, when the effect of the current diffusion is reduced as described above, the light emitted from the light emitting surface also emits unevenly, there is a problem that the overall luminous efficiency of the LED is lowered.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, p형 전극과 n형 전극이 수평구조를 가지는 질화갈륨계 LED에 있어서, 상기 p형 전극과 n형 전극 간의 거리를 최소화하여 p형 전극으로부터 n형 전극으로 확산되는 전류의 확산 효과를 향상시켜 발광 효율이 향상된 질화갈륨계 발광다이오드를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, in the gallium nitride-based LED having a horizontal structure of the p-type electrode and the n-type electrode, by minimizing the distance between the p-type electrode and the n-type electrode p-type It is to provide a gallium nitride-based light emitting diode with improved luminous efficiency by improving the diffusion effect of the current diffused from the electrode to the n-type electrode.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판과, 상기 기판 상에 형성된 버퍼층과, 상기 버퍼층 상에 형성된 n형 질화갈륨층과, 상기 n형 질화갈륨층의 소정 영역 상에 형성된 활성층과, 상기 활성층 상에 형성된 p형 질화갈륨층과, 상기 p형 질화갈륨층 상에 형성된 투명 전극과, 상기 투명 전극 상에 형성된 p형 전극과, 상기 활성층이 형성되지 않은 상기 n형 질화갈륨층 내에 소정 깊이로 형성된 하나 이상의 트렌치 및 상기 트렌치의 내벽을 따라 형성된 n형 전극을 포함하는 질화갈륨계 발광다이오드를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a substrate, a buffer layer formed on the substrate, an n-type gallium nitride layer formed on the buffer layer, an active layer formed on a predetermined region of the n-type gallium nitride layer, A predetermined depth in the p-type gallium nitride layer formed on the active layer, the transparent electrode formed on the p-type gallium nitride layer, the p-type electrode formed on the transparent electrode, and the n-type gallium nitride layer in which the active layer is not formed. Provided is a gallium nitride-based light emitting diode comprising at least one trench formed with an n-type electrode formed along the inner wall of the trench.

또한, 상기 본 발명의 질화갈륨계 발광다이오드에서, 상기 트렌치의 깊이는, 상기 n형 질화갈륨층의 상부 표면 미만과 상기 기판의 상부 표면 이상의 범위를 가지는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로, 상기 n형 질화갈륨층의 상부 표면으로부터 1㎛ 내지 3㎛ 의 깊이를 가지는 것이 바람직하다.Further, in the gallium nitride-based light emitting diode of the present invention, the depth of the trench preferably has a range less than the upper surface of the n-type gallium nitride layer and more than the upper surface of the substrate, more specifically, the n-type It is preferred to have a depth of 1 μm to 3 μm from the upper surface of the gallium nitride layer.

또한, 상기 본 발명의 질화갈륨계 발광다이오드에서, 상기 하나 이상의 트렌 치의 내벽을 따라 형성된 n형 전극은, 서로 전기적으로 연결되어 있는 것이 바람직하다.In the gallium nitride-based light emitting diode of the present invention, the n-type electrodes formed along the inner walls of the one or more trenches are preferably electrically connected to each other.

이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하였다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like reference numerals designate like parts throughout the specification.

이제 본 발명의 일 실시예에 따른 질화갈륨계 발광다이오드에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a gallium nitride based light emitting diode according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시예Example 1 One

도 3 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 질화갈륨계 발광다이오드에 대하여 상세히 설명한다.3 to 7, a gallium nitride based light emitting diode according to a first embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 질화갈륨계 LED의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 질화갈륨계 LED의 전류확산 경로를 설명하기 위해 나타낸 도면이며, 도 5 내지 도 7은 제1 실시예의 제1 내지 제3 변형예에 따른 질화갈륨계 LED를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a gallium nitride-based LED according to a first embodiment of the present invention, Figure 4 is a view showing for explaining the current diffusion path of the gallium nitride-based LED shown in Figure 3, Figures 5 to 7 is a cross-sectional view showing a gallium nitride based LED according to the first to third modified examples of the first embodiment.

우선, 도 3을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 질화갈륨계 발광다이 오드는, 기판(110) 상에 버퍼층(120), n형 질화갈륨층(130), 활성층(140) 및 p형 질화갈륨층(150)이 순차 적층되어 있다.First, referring to FIG. 3, a gallium nitride-based light emitting diode according to a first embodiment of the present invention includes a buffer layer 120, an n-type gallium nitride layer 130, an active layer 140, and a substrate on a substrate 110. The p-type gallium nitride layer 150 is sequentially stacked.

상기 기판(110)은, 질화물반도체단결정을 성장시키기에 적합한 기판으로서, 바람직하게, 사파이어를 포함하는 투명한 재료를 이용하여 형성되며. 사파이어 이외에, 기판(110)은 징크 옥사이드(zinc oxide, ZnO), 갈륨 나이트라이드(gallium nitride, GaN), 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC) 및 알루미늄 나이트라이드(AlN) 등으로 형성될 수 있다.The substrate 110 is a substrate suitable for growing a nitride semiconductor single crystal, and is preferably formed using a transparent material including sapphire. In addition to sapphire, the substrate 110 may be formed of zinc oxide (ZnO), gallium nitride (GaN), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), or the like.

상기 버퍼층(120)은, 상기 n형 질화갈륨층(130)을 성장하기 전에 상기 기판(110)과의 격자정합을 향상시키기 위해 AlN/GaN로 형성되며, 이는 생략 가능하다.The buffer layer 120 is formed of AlN / GaN to improve lattice matching with the substrate 110 before the n-type gallium nitride layer 130 is grown, which may be omitted.

상기 p형 및 n형 질화갈륨층(130, 150)과 활성층(140)은, AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체 물질일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 n형 질화갈륨층(130)은, n형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 이루어질 수 있으며, 상기 활성층(140)은, 다중우물구조(Multi-Quantum Well) 구조의 언도프 InGaN층으로 이루어질 수 있고, 상기 p형 질화갈륨층(150)은, p형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 이루어질 수 있다. 일반적인 구성에 따라, 반도체 결정층인 상기 n형 및 p형 질화갈륨층(130, 150)과 활성층(140)은 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등의 공정을 이용하여 성장될 수 있다.The p-type and n-type gallium nitride layers 130 and 150 and the active layer 140 may have an Al x In y Ga (1-xy) N composition formula, where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and 0 ≦ x + y ≦ 1). More specifically, the n-type gallium nitride layer 130 may be formed of a GaN layer or a GaN / AlGaN layer doped with n-type conductive impurities, and the active layer 140 may have a multi-well structure (Multi-Quantum Well). The p-type gallium nitride layer 150 may be formed of a GaN layer or a GaN / AlGaN layer doped with a p-type conductive impurity. According to a general configuration, the n-type and p-type gallium nitride layers 130 and 150 and the active layer 140, which are semiconductor crystal layers, may be grown using a process such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).

그리고, 상기 p형 질화갈륨층(150) 상에는 투명 전극(160)과 반사 역할 및 전극 역할을 동시에 하는 p형 전극(170)이 순차 형성되어 있다. 이때, 상기 투명 전극(160)은, 전류확산 효과를 향상시키기 위한 층으로, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 도전성 금속산화물로 이루어진다. 또한, 상기 투명 전극(160)은, LED의 발광 파장에 대해 투과율이 높다면, 도전성이 높고 콘택 저항이 낮은 금속박막으로도 이루어질 수 있다.On the p-type gallium nitride layer 150, a p-type electrode 170 that simultaneously serves as a reflective electrode and an electrode, is sequentially formed. In this case, the transparent electrode 160 is a layer for improving the current diffusion effect, and is made of a conductive metal oxide such as indium tin oxide (ITO). In addition, the transparent electrode 160 may be formed of a metal thin film having high conductivity and low contact resistance if the transmittance is high with respect to the emission wavelength of the LED.

또한, 상기 활성층(150)과 p형 질화갈륨층(160)의 일부는 메사 식각(mesa etching)으로 제거되어, 저면에 n형 질화갈륨층(130)의 일부가 노출되어 있다.In addition, a portion of the active layer 150 and the p-type gallium nitride layer 160 are removed by mesa etching, and a portion of the n-type gallium nitride layer 130 is exposed on a bottom surface thereof.

그리고, 상기 메사 식각에 의해 노출된 n형 질화갈륨층(130) 내에는 양 측벽 및 하부면이 매립된 형상으로 n형 전극(180)이 형성되어 있다.In addition, the n-type electrode 180 is formed in the n-type gallium nitride layer 130 exposed by the mesa etching, with both sidewalls and a bottom surface embedded therein.

보다 구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 n형 전극(180)은, 메사 식각에 의해 노출된 n형 질화갈륨층(130)의 일부분이 통상의 식각 공정으로 제거되어 형성된 트렌치(도시하지 않음)에 매립되어 형성된다. 이때, 상기 트렌치의 깊이는, 1㎛ 내지 3㎛ 의 깊이를 가지는 것이 바람직하다.More specifically, the n-type electrode 180 according to the first embodiment of the present invention is a trench formed by removing a portion of the n-type gallium nitride layer 130 exposed by mesa etching through a conventional etching process (not shown). Not embedded). At this time, it is preferable that the depth of the trench has a depth of 1 μm to 3 μm.

따라서, 본 발명에 따른 질화갈륨계 LED는, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 p형 전극(170)에서 투명 전극(160)을 통해 n형 전극(180)으로 흐르는 전류의 경로가 상기 p형 전극(170)가 인접한 상기 n형 전극(180)의 측벽으로 이어지므로, 종래 n형 전극의 하면으로 향하던 질화갈륨계 LED(도 2 참조) 보다 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 n형 전극(180)에 인접한 부분에 전류가 집중되는 문제를 "B"에 나타낸 바와 같이 해결하는 것이 가능하여 LED의 전류확산 효과를 보다 향상시킬 수 있다.Therefore, the gallium nitride-based LED according to the present invention, as shown in Figure 4, the path of the current flowing from the p-type electrode 170 to the n-type electrode 180 through the transparent electrode 160 is the p-type electrode Since 170 is connected to the sidewall of the adjacent n-type electrode 180, it can be reduced than the conventional gallium nitride-based LED (see Fig. 2) toward the lower surface of the n-type electrode. In addition, it is possible to solve the problem that the current is concentrated in the portion adjacent to the n-type electrode 180 as shown in "B" can further improve the current diffusion effect of the LED.

한편, 상기 n형 전극(180)은, 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 n형 질화갈륨층(130)의 상부 표면 미만과 상기 기판(110)의 상부 표면 이상의 범위 내에 형성된 트렌치(190)의 내벽을 따라 형성되는 것이 가능하다. 이때, 상기 트렌치(190)의 깊이는, 공정 조건 및 LED 특성에 따라 조절하는 것이 바람직하다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 5 to 7, the n-type electrode 180 has a trench formed within a range below the upper surface of the n-type gallium nitride layer 130 and above the upper surface of the substrate 110. It is possible to be formed along the inner wall of 190. At this time, the depth of the trench 190 is preferably adjusted according to the process conditions and LED characteristics.

도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 n형 전극(180)이 형성되는 트렌치(190)의 깊이가 깊어지면 깊어질수록 상기 p형 전극(170)과 인접한 상기 n형 전극(180)의 측벽 높이가 증가하므로, 상기 p형 전극(170)에서 투명 전극(160)을 통해 n형 전극(180)으로 흐르는 전류의 확산 마진을 확보하여 전류확산 효과를 더욱 향상시켜 LED의 동작전압을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 5 to 7, the deeper the trench 190 in which the n-type electrode 180 is formed, the deeper the depth of the n-type electrode 180 adjacent to the p-type electrode 170 becomes. Since the side wall height is increased, the diffusion margin of the current flowing from the p-type electrode 170 to the n-type electrode 180 through the transparent electrode 160 is ensured to further improve the current diffusion effect to reduce the operating voltage of the LED. There is an advantage to this.

또한, 상기 n형 전극(180)의 면적은 종래와 동일하게 유지하면서도 선폭은 감소시켜 발광면적을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, while maintaining the area of the n-type electrode 180 as in the prior art can reduce the line width to increase the light emitting area has the advantage of further improving the light emitting efficiency.

실시예Example 2 2

그러면, 이하 도 8을 참고하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 질화갈륨계 발광다이오드에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 제2 실시예의 구성 중 제1 실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 제2 실시예에서 달라지는 구성에 대해서만 상술하기로 한다.Next, a gallium nitride based light emitting diode according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 8. However, the description of the same parts as those of the first embodiment of the configuration of the second embodiment will be omitted, and only the configuration that is different from the second embodiment will be described in detail.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 질화갈륨계 LED의 구조를 나타낸 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing the structure of a gallium nitride based LED according to a second embodiment of the present invention.

도 8에 도시한 바와 같이, 제2 실시예에 따른 질화갈륨계 LED는 제1 실시예 에 따른 질화갈륨계 LED와 대부분의 구성이 동일하고, 다만, 상기 n형 전극(180)이 형성된 트렌치(190)가 2개 이상 형성되어 있으며, 이에 형성된 상기 n형 전극(180)이 서로 전기적으로 연결되어 있다는 점에서만 제1 실시예와 다르다.As shown in FIG. 8, the gallium nitride-based LED according to the second embodiment has the same configuration as that of the gallium nitride-based LED according to the first embodiment, except for the trench in which the n-type electrode 180 is formed ( Two or more 190 are formed, which differs from the first embodiment only in that the n-type electrodes 180 formed thereon are electrically connected to each other.

즉, 제1 실시예는 상기 n형 전극이 하나의 트렌치 내에 형성되어 있는 것을 예시한 것이며, 제2 실시예는 상기 n형 전극이 2개 이상의 트렌치 내에 형성되어 있는 것을 예시한 것이다.That is, the first embodiment illustrates that the n-type electrode is formed in one trench, and the second embodiment illustrates that the n-type electrode is formed in two or more trenches.

따라서, 상기 제2 실시예에 따른 질화갈륨계 LED는 제1 실시예에 따른 질화갈륨계 LED와 동일한 작용 및 효과를 얻는 동시에 상기 n형 전극(180)과 상기 n형 질화갈륨층(130)의 접촉면적을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Accordingly, the gallium nitride-based LED according to the second embodiment obtains the same effect and effect as the gallium nitride-based LED according to the first embodiment, and at the same time, the n-type electrode 180 and the n-type gallium nitride layer 130 There is an advantage that can further improve the contact area.

한편, 상기 제2 실시예에 따른 트렌치 깊이는 앞서 상술한 제1 트렌치의 깊이에 따른 변형예들과 동일한 변형예를 가질 수 있으며, 그에 따라, 제1 실시예의 변형예들과 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다.On the other hand, the trench depth according to the second embodiment may have the same modifications as the modifications according to the depth of the first trench described above, and accordingly, the same operation and effect as the modifications of the first embodiment You can get it.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims also fall within the scope of the present invention.

상기한 바와 같이, 본 발명은 p형 전극에서 n형 질화갈륨층을 통해 n형 전극으로 흐르는 전류의 경로를 감소시키는 동시에 전류확산 효과를 향상시킴으로써, 낮은 동작전압과 높은 발광 효율을 가지는 질화갈륨계 발광다이오드를 제공할 수 있다.As described above, the present invention reduces the path of current flowing from the p-type electrode to the n-type electrode through the n-type gallium nitride layer and improves the current diffusion effect, thereby providing a gallium nitride system having a low operating voltage and high luminous efficiency. A light emitting diode can be provided.

Claims (4)

기판;Board; 상기 기판 상에 형성된 버퍼층;A buffer layer formed on the substrate; 상기 버퍼층 상에 형성된 n형 질화갈륨층;An n-type gallium nitride layer formed on the buffer layer; 상기 n형 질화갈륨층의 소정 영역 상에 형성된 활성층;An active layer formed on a predetermined region of the n-type gallium nitride layer; 상기 활성층 상에 형성된 p형 질화갈륨층;A p-type gallium nitride layer formed on the active layer; 상기 p형 질화갈륨층 상에 형성된 투명 전극;A transparent electrode formed on the p-type gallium nitride layer; 상기 투명 전극 상에 형성된 p형 전극;A p-type electrode formed on the transparent electrode; 상기 활성층이 형성되지 않은 상기 n형 질화갈륨층 내에 소정 깊이로 형성된 하나 이상의 트렌치; 및At least one trench formed to a predetermined depth in the n-type gallium nitride layer in which the active layer is not formed; And 상기 트렌치의 내벽을 따라 형성된 n형 전극;을 포함하는 질화갈륨계 발광다이오드.And a n-type electrode formed along the inner wall of the trench. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 트렌치의 깊이는, 상기 n형 질화갈륨층의 상부 표면 미만과 상기 기판의 상부 표면 이상의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 발광다이오드.The depth of the trench has a range of less than the top surface of the n-type gallium nitride layer and more than the top surface of the substrate. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 트렌치의 깊이는, 상기 n형 질화갈륨층의 상부 표면으로부터 1㎛ 내지 3㎛ 의 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 발광다이오드.And a depth of the trench has a depth of 1 µm to 3 µm from an upper surface of the n-type gallium nitride layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 트렌치는 두 개 이상 형성되어 있고, 상기 트렌치의 내벽을 따라 형성된 다수의 n형 전극들은 서로 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 발광다이오드.At least two trenches and a plurality of n-type electrodes formed along the inner wall of the trench are electrically connected to each other.
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