KR101065070B1 - Light emitting device - Google Patents

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KR101065070B1
KR101065070B1 KR1020070039953A KR20070039953A KR101065070B1 KR 101065070 B1 KR101065070 B1 KR 101065070B1 KR 1020070039953 A KR1020070039953 A KR 1020070039953A KR 20070039953 A KR20070039953 A KR 20070039953A KR 101065070 B1 KR101065070 B1 KR 101065070B1
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첸 오우
시-쿠오 라이
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에피스타 코포레이션
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Abstract

본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 하나의 기판, n형 질화물 반도체층, p형 질화물 반도체층, 상기 n형 질화물 반도체층과 상기 p형 질화물 반도체층 사이에 위치한 발광층을 포함한다. 여기서, 상기 발광층은 n형 불순물이 도핑된 다중양자우물구조(MQW-multi-quantum-well)이며 상기 n형 불순물은 상기 n형 반도체층과 상기 p형 반도체층에 가까운 양측 영역에 도핑되고 상기 다중양자우물구조의 중간 영역은 n형 불순물이 없거나 상기 양측 영역의 농도보다 낮은 농도의 n형 불순물이 존재한다. 본 발명은 상기 다중양자우물구조의 n형 불순물이 도핑된 특정분포를 설계하여 발광 다이오드의 발광 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a light emitting device, and includes a substrate, an n-type nitride semiconductor layer, a p-type nitride semiconductor layer, and a light-emitting layer located between the n-type nitride semiconductor layer and the p-type nitride semiconductor layer. Here, the light emitting layer is a multi-quantum well structure (MQW-multi-quantum-well) doped with n-type impurities and the n-type impurities are doped in both regions close to the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer and the multiple In the middle region of the quantum well structure, there are no n-type impurities or n-type impurities having a concentration lower than that of both regions. The present invention can effectively improve the luminous efficiency of the light emitting diode by designing a specific distribution doped with n-type impurities of the multi-quantum well structure.

발광 소자, 반도체, 기판. Light emitting element, semiconductor, substrate.

Description

발광 소자{LIGHT EMITTING DEVICE}Light emitting element {LIGHT EMITTING DEVICE}

도 1은 종래의 발광 소자(10)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional light emitting device 10.

도 2는 다른 하나의 종래의 발광 소자(20)의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of another conventional light emitting device 20.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 소자(30)의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the light emitting device 30 according to the first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자(40)의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the light emitting device 40 according to the second embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 소자(50)의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the light emitting device 50 according to the third embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 소자(60)의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a light emitting device 60 according to the fourth embodiment of the present invention.

<도면부호의 간단한 설명><Brief Description of Drawings>

10 : 발광 소자 11 : 기판10 light emitting element 11 substrate

12 : 버퍼층 13 : n형 반도체층12 buffer layer 13 n-type semiconductor layer

14 : p형 반도체층 15 : 발광층14 p-type semiconductor layer 15 light emitting layer

20 : 발광 소자 21 : 기판20 light emitting element 21 substrate

22 : 버퍼층 23 : n형 반도체층22 buffer layer 23 n-type semiconductor layer

24 : p형 반도체층 25 : 발광층24 p-type semiconductor layer 25 light emitting layer

30 : 발광 소자 31 : 기판30 light emitting element 31 substrate

32 : 버퍼층 33 : n형 반도체층32: buffer layer 33: n-type semiconductor layer

34 : p형 반도체층 35 : 발광층34 p-type semiconductor layer 35 light emitting layer

35Ai : n측에 가까운 영역 35Bi : p측에 가까운 영역35Ai: Area close to n side 35Bi: Area close to p side

35Ci : 중간 영역 35A1 : 제1 A층35Ci: intermediate region 35A1: first A layer

35A2 : 제2 A층 35A3 : 제3 A층35A2: Second A layer 35A3: Third A layer

35B1 : 제1 B층 35B2 : 제2 B층35B1: First B layer 35B2: Second B layer

35B3 : 제3 B층 35B3: 3rd B layer

40 : 발광 소자 41 : 기판40: light emitting element 41: substrate

42 : 버퍼층 43 : n형 반도체층42: buffer layer 43: n-type semiconductor layer

44 : p형 반도체층 45 : 발광층44 p-type semiconductor layer 45 light emitting layer

45Ai : n측에 가까운 영역 45Bi : p측에 가까운 영역45Ai: Area close to n side 45Bi: Area close to p side

45Ci : 중간 영역 45A1 : 제1 A층45Ci: middle region 45A1: first A layer

45A2 : 제2 A층 45A3 : 제3 A층45A2: Second A layer 45A3: Third A layer

45B1 : 제1 B층 45B2 : 제2 B층45B1: First B layer 45B2: Second B layer

45B3 : 제3 B층 45B3: 3rd B layer

50 : 발광 소자 51 : 기판50 light emitting element 51 substrate

52 : 버퍼층 53 : n형 반도체층52 buffer layer 53 n-type semiconductor layer

54 : p형 반도체층 55 : 발광층54 p-type semiconductor layer 55 light emitting layer

55Ai : n측에 가까운 영역 55Bi : p측에 가까운 영역55Ai: Area close to n side 55Bi: Area close to p side

55Ci : 중간 영역 55A1 : 제1 A층55Ci: intermediate region 55A1: first A layer

55A2 : 제2 A층 55A3 : 제3 A층55A2: Second A layer 55A3: Third A layer

55B1 : 제1 B층 55B2 : 제2 B층55B1: First B layer 55B2: Second B layer

55B3 : 제3 B층 55B3: Third B Layer

60 : 발광 소자 61 : 기판60 light emitting element 61 substrate

62 : 버퍼층 63 : n형 반도체층62 buffer layer 63 n-type semiconductor layer

64 : p형 반도체층 65 : 발광층64 p-type semiconductor layer 65 light emitting layer

65Ai : n측에 가까운 영역 65Bi : p측에 가까운 영역65Ai: Area close to n side 65Bi: Area close to p side

65Ci :중간 영역 65A1 : 제1 A층65 Ci: Middle area 65A1: 1st A layer

65A2 : 제2 A층 65A3 : 제3 A층65A2: Second A layer 65A3: Third A layer

65B1 : 제1 B층 65B2 : 제2 B층65B1: First B layer 65B2: Second B layer

65B3 : 제3 B층 65B3: 3rd B layer

본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 더 상세하게는 다중양자우물구조를 가진 발광 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a light emitting device having a multi-quantum well structure.

발광 다이오드(Light Emitting Diode)는 광-전 전환 특성이 있는 고체 소자에 있어서 매우 중요한 소자이다. 일반적으로 전기적 특성이 서로 다른 두 반도체층(p-type & n-type semiconductor layers) 사이에 형성된 발광층을 구비하고 있다. 두 반도체층 위쪽의 접촉 전극에 구동 전류를 인가할 때 두 반도체층의 전자와 정공이 발광층에 주입되며 발광층에서 결합하여 빛을 방출하며, 그 빛은 전방향성을 가지고 있으므로 발광 다이오드 소자의 각 표면을 통하여 방출된다. 통상적으 로 발광층은 단일양자우물구조(SQW)이거나 다중양자우물구조(MQW)로 이루어지며, 단일양자우물구조(SQW)와 비교할 때 다중양자우물구조(MQW)는 출력능력이 비교적 높다고 보고 있다. 그 이유는 전류가 아주 약할 때에도 다중양자우물구조의 발광층은 다수의 장벽층 및 우물층이 교차로 겹쳐서 형성된 작은 에너지 갭 구조를 투과하여 전류를 빛으로 전환할 수 있기 때문이다.Light emitting diodes (LEDs) are very important for solid-state devices with photoelectric conversion characteristics. In general, a light emitting layer is formed between two semiconductor layers having different electrical characteristics (p-type & n-type semiconductor layers). When a driving current is applied to the contact electrodes above the two semiconductor layers, electrons and holes of the two semiconductor layers are injected into the light emitting layer, and the light is combined by the light emitting layer to emit light. Is released through. In general, the light emitting layer is composed of a single quantum well structure (SQW) or a multi-quantum well structure (MQW), and compared with the single quantum well structure (SQW), the multi-quantum well structure (MQW) has a relatively high output capability. The reason is that even when the current is very weak, the light emitting layer of the multi-quantum well structure can convert current into light by passing through a small energy gap structure formed by overlapping a plurality of barrier layers and well layers.

도 1은 종래의 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 하나의 p형 질화물 반도체층(14)과 하나의 n형 질화물 반도체층(13) 사이에 다중양자우물구조의 발광층(15)이 있으며, p형 질화물 반도체층(14)에 가장 가까운 장벽층에 n형 불순물을 도핑하지 않으며, 다중양자우물구조 중 나머지 모든 장벽층에 n형 불순물을 도핑한다. 도 2는 다른 하나의 종래의 발광 소자(20)의 단면도이다. 도시한 바와 같이, 하나의 p형 질화물 반도체층(24)과 하나의 n형 질화물 반도체층(23) 사이에 하나의 다중양자우물구조의 발광층(25)이 있으며 다중양자우물구조 중 n형 질화물 반도체층(23)에 가장 가까운 다수의 장벽층에 n형 불순물을 도핑하지만 다른 장벽층에는 n형 불순물을 도핑하지 않는다. 1 shows a cross-sectional view of a conventional light emitting device 10. As shown in the drawing, there is a light emitting layer 15 having a multi-quantum well structure between one p-type nitride semiconductor layer 14 and one n-type nitride semiconductor layer 13, N-type impurities are not doped in the adjacent barrier layer, and n-type impurities are doped in all remaining barrier layers in the multi-quantum well structure. 2 is a cross-sectional view of another conventional light emitting device 20. As shown, there is a light emitting layer 25 of one multi-quantum well structure between one p-type nitride semiconductor layer 24 and one n-type nitride semiconductor layer 23 and an n-type nitride semiconductor of the multi-quantum well structure. Many barrier layers closest to layer 23 are doped with n-type impurities, while other barrier layers are not doped with n-type impurities.

본 발명의 목적은, 다중양자우물구조 중 n형 불순물의 도핑 위치를 변화시켜 전기적 특성이 우수하고 발광 효율이 향상된 발광 소자를 획득하는 것이다.An object of the present invention is to obtain a light emitting device having excellent electrical characteristics and improved luminous efficiency by changing the doping position of n-type impurities in a multi-quantum well structure.

본원발명은 기판, n형 질화물 반도체층, p형 질화물 반도체층, 상기 n형 질화물 반도체층과 상기 p형 질화물 반도체층 사이에 위치한 발광층을 포함하는 발광 소자를 제공한다. 여기서, 상기 발광층은 n형 불순물이 도핑된 다중양자우물구조이며, 상기 n형 불순물은 상기 다중양자우물구조에 도핑되는데, 특히 상기 n형 반도체층에 가까운 영역과 상기 p형 반도체층에 가까운 영역에 도핑되며, 상기 중간 영역에는 n형 불순물이 도핑되지 않거나 또는 그 양측 영역의 농도보다 낮은 농도로 n형 불순물이 도핑된다. 다른 실시예에서 그 구조는 상술한 바와 동일하지만, 상기 다중양자우물구조에서 상기 p형 질화물 반도체층에 가장 가까운 한 층에는 n형 불순물이 도핑되지 않는다. The present invention provides a light emitting device including a substrate, an n-type nitride semiconductor layer, a p-type nitride semiconductor layer, a light emitting layer located between the n-type nitride semiconductor layer and the p-type nitride semiconductor layer. Here, the light emitting layer has a multi-quantum well structure doped with n-type impurities, and the n-type impurity is doped in the multi-quantum well structure, particularly in a region close to the n-type semiconductor layer and a region close to the p-type semiconductor layer. The doped n-type impurity is not doped in the intermediate region, or the n-type impurity is doped to a concentration lower than that of both regions. In another embodiment, the structure is the same as described above, but one layer closest to the p-type nitride semiconductor layer in the multi-quantum well structure is not doped with n-type impurities.

본 발명의 다른 하나의 목적은 발광층을 포함하는 발광 소자를 제공하는 것이다. 그 발광층은, 장벽층과 우물층이 교차로 겹쳐서 형성되고, n형 불순물이 도핑된 다중양자우물구조이며, n형 질화물 반도체층과 p형 질화물 반도체층 사이에 위치한다. 여기서, 상기 n형 불술물은 n형 불순물 반도체층과 p형 불순물 반도체층에 가까운 양측 영역에 있는 상기 장벽층에 위치하고, 중간 영역에는 n형 불순물을 도핑하지 않거나 양측 영역의 불순물의 농도보다 낮은 농도로 n형 불순물을 도핑한다. 다른 실시예에서 그 구조는 상술한 바와 동일하지만, 상기 다중양자우물구조와 상기 p형 질화물 반도체층에 가장 가까운 장벽층은 n형 불순물을 도핑하지 않는다.Another object of the present invention to provide a light emitting device comprising a light emitting layer. The light emitting layer has a multi-quantum well structure in which a barrier layer and a well layer overlap each other and is doped with n-type impurities, and is located between the n-type nitride semiconductor layer and the p-type nitride semiconductor layer. Here, the n-type impurities are located in the barrier layer in both regions close to the n-type impurity semiconductor layer and the p-type impurity semiconductor layer, and the intermediate region is not doped with n-type impurities or is lower than the concentration of impurities in both regions. Is doped with n-type impurities. In another embodiment, the structure is the same as described above, but the barrier layer closest to the multi-quantum well structure and the p-type nitride semiconductor layer does not dop the n-type impurity.

아래, 실시예와 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the embodiment and the drawings will be described in detail for the present invention.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 소자(30)의 단면도이다. 발광 소자(30)는 기판(31), 버퍼층(32), n형 질화물 반도체층(33), 발광층(35) 및 p형 질화물 반도체층(34)을 포함한다. 여기서, 발광층(35)은 장벽층과 우물층이 교차로 겹쳐서 형성된 다중양자우물구조(Multi quantum well)이다. 바람직한 일실시예에서, 발광층(35)은 n측에 가까운 영역(35Ai)(i=1,2,3,……,x), p측에 가까운 영역(35Bi)(i=1,2,3,……,y) 및 중간 영역(35Ci)(i=1,2,3,……,z)으로 구분된다. 여기서, n측에 가까운 영역(35Ai)은 n형 질화물 반도체층(33)에 가까운 제1 A층(35A1), 제2 A층(35A2),제3 A층(35A3)……등을 순차적으로 포함한다. p측에 가까운 영역(35Bi)은 p형 질화물 반도체층(34)에 가까운 제1 B층(35B1), 제2 B층(35B2),제3 B층(35B3)……등을 순차적으로 포함한다. 상기 제1 A층(35A1), 제3 A층(35A3), 제1 B층(35B1) 및 제3 B층(35B3)은 장벽층이고, 제2 A층(35A2) 및 제2 B층(35B2)은 우물층이다. 즉 홀수층은 장벽층이고 짝수층은 우물층이다. 본 실시예에서 발광층(35)에 도핑한 n형 불순물은 특정한 분포를 가지고 있으며, n측에 가까운 영역(35Ai) 및 p측에 가까운 영역(35Bi)에 n형 불순물을 도핑하고(도시한 바와 같이 제1 A층(35A1), 제2 A층(35A2), 제3 A층(35A3), 제1 B층(35B1), 제2 B층(35B2) 및 제3 B층(35B3)에 도핑), 중간 영역(35Ci)에는 n형 불순물을 도핑하지 않거나 n측에 가까운 영역(35Ai) 및 p측에 가까운 영역(35Bi)의 농도보다 낮은 농도로 n형 불순물을 도핑한다. 3 is a cross-sectional view of the light emitting device 30 according to the first embodiment of the present invention. The light emitting device 30 includes a substrate 31, a buffer layer 32, an n-type nitride semiconductor layer 33, a light emitting layer 35, and a p-type nitride semiconductor layer 34. Here, the light emitting layer 35 is a multi quantum well structure formed by overlapping a barrier layer and a well layer. In a preferred embodiment, the light emitting layer 35 has an area 35Ai (i = 1, 2, 3, ..., x) close to the n side, and an area 35Bi (i = 1, 2, 3 close to the p side). , ..., y, and intermediate region 35Ci (i = 1, 2, 3, ..., z). Here, the region 35Ai close to the n-side is formed of the first A layer 35A1, the second A layer 35A2, and the third A layer 35A3 close to the n-type nitride semiconductor layer 33. … And the like sequentially. The region 35Bi close to the p side includes the first B layer 35B1, the second B layer 35B2, and the third B layer 35B3 close to the p-type nitride semiconductor layer 34. … And the like sequentially. The first A layer 35A1, the third A layer 35A3, the first B layer 35B1, and the third B layer 35B3 are barrier layers, and the second A layer 35A2 and the second B layer ( 35B2) is the well layer. The odd layer is the barrier layer and the even layer is the well layer. In this embodiment, the n-type impurity doped into the light emitting layer 35 has a specific distribution, and the n-type impurity is doped in the region 35Ai close to the n-side and the region 35Bi close to the p-side (as shown). Doped the first A layer 35A1, the second A layer 35A2, the third A layer 35A3, the first B layer 35B1, the second B layer 35B2, and the third B layer 35B3). The intermediate region 35Ci is not doped with the n-type impurity or doped with the n-type impurity at a concentration lower than that of the region 35Ai near the n-side and the region 35Bi near the p-side.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자(40)의 단면도이다. 발광 소자(40)는 기판(41), 버퍼층(42), n형 질화물 반도체층(43), 발광층(45) 및 p형 질화물 반도체층(44)을 포함한다. 여기서, 발광층(45)은 장벽층과 우물층이 교차로 겹쳐서 형성된 다중양자우물구조이다. 바람직한 일실시예에서, 발광층(45)은 n측에 가까운 영역(45Ai)(i=1,2,3,……,x), p측에 가까운 영역 (45Bi)(i=1,2,3,…… ,y), 및 중간 영역(45Ci)(i=1,2,3,……,z)으로 구분되며, 그 중 n측에 가까운 영역(45Ai)은 n형 질화물 반도체층(43)에 가장 가까운 제1 A층(45A1), 제2 A층(45A2), 제3 A층(45A3)……등을 순차적으로 포함한다. p측에 가까운 영역(45Bi)은 p형 질화물 반도체층(44)에 가장 가까운 제1 B층(45B1), 제2 B층(45B2), 제3 B층(45B3)……등을 순차적으로 포함한다. 상기 제1 A층(45A1), 제3 A층(45A3), 제1 B층(45B1) 및 제3 B층(45B3)은 장벽층이고 제2 A층(45A2) 및 제2 B층(45B2)은 우물층이다. 즉 홀수층은 장벽층, 짝수층은 우물층이다. 본 실시예에서, 발광층(45)에 도핑한 n형 불순물은 특정한 분포를 가지고 있으며, n측에 가까운 영역(45Ai) 및 p측에 가까운 영역(45Bi)의 일부분에 n형 불순물을 도핑하고(도시한 바와 같이, 제1 A층(45A1), 제2 A층(45A2), 제3 A층(45A3), 제2 B층(45B2) 및 제3 B층(45B3)에 도핑), p형 질화물 반도체층(44)에 가장 가까운 제1 B층(45B1)에는 n형 불순물을 도핑하지 않는다. 중간 영역(45Ci)은 n형 불순물이 도핑되지 않거나 n측에 가까운 영역(45Ai) 및 p측에 가까운 영역(45Bi)의 농도보다 낮은 농도로 n형 불순물이 도핑된다. 4 is a cross-sectional view of the light emitting device 40 according to the second embodiment of the present invention. The light emitting device 40 includes a substrate 41, a buffer layer 42, an n-type nitride semiconductor layer 43, a light emitting layer 45, and a p-type nitride semiconductor layer 44. Here, the light emitting layer 45 is a multi-quantum well structure formed by overlapping the barrier layer and the well layer. In a preferred embodiment, the light emitting layer 45 has an area 45Ai (i = 1, 2, 3, ..., x) close to the n-side, an area 45Bi close to the p-side (i = 1, 2, 3). ..., Y, and the middle region 45Ci (i = 1, 2, 3, ..., z), wherein the region 45Ai near the n-side is the n-type nitride semiconductor layer 43. ... First A layer 45A1, second A layer 45A2, third A layer 45A3. … And the like sequentially. The region 45Bi close to the p side includes the first B layer 45B1, the second B layer 45B2, and the third B layer 45B3 closest to the p-type nitride semiconductor layer 44. … And the like sequentially. The first A layer 45A1, the third A layer 45A3, the first B layer 45B1, and the third B layer 45B3 are barrier layers, and the second A layer 45A2 and the second B layer 45B2. ) Is the well layer. That is, the odd layer is a barrier layer and the even layer is a well layer. In this embodiment, the n-type impurity doped into the light emitting layer 45 has a specific distribution, and the n-type impurity is doped in a portion 45Ai close to the n-side and 45Bi close to the p-side (not shown). As described above, the first A layer 45A1, the second A layer 45A2, the third A layer 45A3, the second B layer 45B2 and the third B layer 45B3 are doped), and the p-type nitride. The first B layer 45B1 closest to the semiconductor layer 44 is not doped with n-type impurities. The intermediate region 45Ci is not doped with the n-type impurity or doped with the n-type impurity at a concentration lower than that of the region 45Ai near the n-side and the region 45Bi near the p-side.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 소자(50)의 단면도이다. 발광 소자(50)는 하나의 기판(51), 버퍼층(52), n형 질화물 반도체층(53), 발광층(55) 및 p형 질화물 반도체층(54)을 포함한다. 여기서, 발광층(55)은 장벽층과 우물층이 교차로 겹쳐서 형성된 다중양자우물구조이다. 바람직한 실시예에서, 발광층은 n측에 가까운 영역(55Ai)(i=1,2,3,……,x), p측에 가까운 영역(55Bi)(i=1,2,3,……,y) 및 중간 영역(55Ci)(i=1,2,3,……,z)으로 구분된다. 여기서, n측에 가까운 영 역(55Ai)은 n형 질화물 반도체층(53)에 가장 가까운 제1 A층(55A1), 제2 A층(55A2), 제3 A층(55A3)……등을 순차적으로 포함한다. p측에 가까운 영역(55Bi)은 p형 질화물 반도체층(54)에 가장 가까운 제1 B층(55B1), 제2 B층(55B2), 제3 B층(55B3)……등을 순차적으로 포함한다. 상기 제1 A층(55A1), 제3 A층(55A3), 제1 B층(55B1) 및 제3 B층(55B3)은 장벽층이고, 제2 A층(55A2) 및 제2 B층(55B2)은 우물층이다. 즉 홀수층은 장벽층이고 짝수층은 우물층이다. 본 실시예에서, 발광층(44)에 도핑한 n형 불순물은 특정한 분포를 가지고 있다. n측에 가까운 영역(55Ai) 및 p측에 가까운 영역(55Bi)의 각 장벽층에 n형 불순물을 도핑하고(도시한 바와 같이, 제1 A층(55A1), 제3 A층(55A3), 제1 B층(55B1) 및 제3 B층(55B3)에 도핑), 중간 영역(55Ci)에는 n형 불순물이 없거나 n측에 가까운 영역(55Ai) 및 p측에 가까운 영역(55Bi)의 농도보다 낮은 농도의 n형 불순물이 있다. 5 is a cross-sectional view of the light emitting device 50 according to the third embodiment of the present invention. The light emitting device 50 includes one substrate 51, a buffer layer 52, an n-type nitride semiconductor layer 53, a light emitting layer 55, and a p-type nitride semiconductor layer 54. Here, the light emitting layer 55 is a multi-quantum well structure formed by overlapping the barrier layer and the well layer. In a preferred embodiment, the light emitting layer has a region 55Ai (i = 1, 2, 3, ..., x) close to the n side, and a region 55Bi (i = 1, 2, 3, ..., close to the p side). y) and the intermediate region 55Ci (i = 1, 2, 3, ..., z). Here, the region 55Ai close to the n-side includes the first A layer 55A1, the second A layer 55A2, and the third A layer 55A3... Closest to the n-type nitride semiconductor layer 53. … And the like sequentially. The region 55Bi close to the p side includes the first B layer 55B1, the second B layer 55B2, and the third B layer 55B3 closest to the p-type nitride semiconductor layer 54. … And the like sequentially. The first A layer 55A1, the third A layer 55A3, the first B layer 55B1, and the third B layer 55B3 are barrier layers, and the second A layer 55A2 and the second B layer ( 55B2) is the well layer. The odd layer is the barrier layer and the even layer is the well layer. In this embodiment, the n-type impurity doped in the light emitting layer 44 has a specific distribution. n-type impurities are doped into each of the barrier layers in the region 55Ai close to the n-side and the region 55Bi close to the p-side (as shown in the drawing), the first A layer 55A1, the third A layer 55A3, Doping the first B layer 55B1 and the third B layer 55B3), and the intermediate region 55Ci has no n-type impurities, or is less than the concentration of the region 55Ai near the n-side and the region 55Bi near the p-side. There is a low concentration of n-type impurities.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 소자(60)의 단면도이다. 발광 소자(60)는 기판(61), 버퍼층(62), n형 질화물 반도체층(63), 발광층(65) 및 p형 질화물 반도체층(64)을 포함한다. 여기서, 발광층(65)은 장벽층과 우물층이 교차로 겹쳐서 형성된 다중양자우물구조이다. 바람직한 일실시예에서, 발광층(65)은 n측에 가까운 영역(65Ai)(i=1,2,3,……,x), p측에 가까운 영역(65Bi)(i=1,2,3,……,y) 및 중간 영역(65Ci)(i=1,2,3,……,z)으로 구분되고, 그 중 n측에 가까운 영역(65Ai)은 n형 질화물 반도체층(63)에 가장 가까운 제1 A층(65A1), 제2 A층(65A2), 제3 A층(65A3)…… 등을 순차적으로 포함하고, p측에 가까운 영역(65Bi)은 p형 불순물 반도체층(64)에 가장 가까운 제1 B층(65B1), 제2 B층(65B2), 제3 B 층(65B3)…… 등을 순차적으로 포함한다. 상기 제1 A층(65A1), 제3 A층(65A3), 제1 B층(65B1) 및 제3 B층(65B3)은 장벽층이고, 제2 층(65A2) 및 제2 B층(65B2)은 우물층이다. 즉 홀수층은 장벽층이고 짝수층은 우물층이다. 본 실시예에서, 발광층(65)에 도핑한 n형 불순물은 특정 분포를 가지고 있으며, n측에 가까운 영역(65Ai) 및 p측에 가까운 영역(65Bi)의 일부 장벽층은 n형 불순물을 도핑한다(도시한 바와 같이, 제1 A층(65A1), 제3 A층(65A3) 및 제3 B층(65B3)에 도핑). p형 질화물 반도체층(64)에 가장 가까운 장벽층(즉 제1 B층(65B1))은 n형 불순물을 도핑하지 않고, 중간 영역(65Ci)에는 n형 불순물이 없거나 n측에 가까운 영역(65Ai) 및 p측에 가까운 영역(65Bi)에 있는 장벽층의 농도보다 낮은 농도의 n형 불순물이 있다. 6 is a cross-sectional view of a light emitting device 60 according to the fourth embodiment of the present invention. The light emitting element 60 includes a substrate 61, a buffer layer 62, an n-type nitride semiconductor layer 63, a light-emitting layer 65, and a p-type nitride semiconductor layer 64. Here, the light emitting layer 65 is a multi-quantum well structure formed by overlapping the barrier layer and the well layer. In a preferred embodiment, the light emitting layer 65 is an area 65Ai close to the n side (i = 1, 2, 3, ..., x), an area 65Bi close to the p side (i = 1, 2, 3). , ..., y, and the intermediate region 65Ci (i = 1, 2, 3, ..., z), and the region 65Ai close to the n-side is formed on the n-type nitride semiconductor layer 63. .. Nearest first A layer 65A1, second A layer 65A2, third A layer 65A3. … Etc., and the region 65Bi close to the p-side is sequentially the first B layer 65B1, the second B layer 65B2, and the third B layer 65B3 closest to the p-type impurity semiconductor layer 64. … … And the like sequentially. The first A layer 65A1, the third A layer 65A3, the first B layer 65B1, and the third B layer 65B3 are barrier layers, and the second layer 65A2 and the second B layer 65B2. ) Is the well layer. The odd layer is the barrier layer and the even layer is the well layer. In this embodiment, the n-type impurity doped into the light emitting layer 65 has a specific distribution, and some barrier layers in the region 65Ai near the n-side and the region 65Bi near the p-side dop the n-type impurity. (As shown, doping the first A layer 65A1, the third A layer 65A3, and the third B layer 65B3). The barrier layer closest to the p-type nitride semiconductor layer 64 (i.e., the first B layer 65B1) is not doped with n-type impurities, and the region 65Ai has no or near n-type impurities in the intermediate region 65Ci. ) And n-type impurities having a concentration lower than that of the barrier layer in the region 65Bi close to the p-side.

본 발명에서 말하는 n형 불순물의 도핑이란, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge),주석(Sn), 유황(S) 또는 산소(O) 등 원소를 박막 에피택시에 첨가하는 과정에서 상기 원소의 농도가 5×1016~1×1019/cm3사이에 있는 질화물 반도체박막을 형성하는 것을 가리킨다. 기타 n형 불순물을 도핑하지 않는 각 층은 상기 원소를 전혀 포함하지 않은 것은 아니며 제조과정의 오염물 또는 확산현상으로 인하여 상기 원소를 매우 낮은 농도로 포함할 수 있으며, 그 농도는 약 1×1017/cm3미만이다. 또한 각 층에 도핑한 n형 불순물의 농도는 대체로 동일하거나 n형 반도체층과 p형 반도체층에 가까운 영역일수록 도핑 농도가 높다.The doping of n-type impurities in the present invention refers to the concentration of the elements in the process of adding elements such as silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), sulfur (S), or oxygen (O) to the thin film epitaxy. Refers to forming a nitride semiconductor thin film between 5x10 16 and 1x10 19 / cm 3 . Each layer that is not doped with other n-type impurities does not contain the element at all, and may contain the element at a very low concentration due to contaminants or diffusion in the manufacturing process, and the concentration may be about 1 × 10 17 / less than 3 cm. In addition, the concentration of the n-type impurities doped in each layer is substantially the same or the region closer to the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer has a higher doping concentration.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발 명의 권리범위는 이에 한정된 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 가지 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

본 발명은 상기 n형 불순물의 특정 도핑 분포에 대한 설계를 통하여 전기적 특성이 우수한 소자를 획득할 수 있을 뿐만 아니라 발광 다이오드의 발광 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.The present invention can not only obtain a device having excellent electrical characteristics through design for a specific doping distribution of the n-type impurity, but also effectively improve the luminous efficiency of the light emitting diode.

Claims (15)

n형 반도체층;n-type semiconductor layer; p형 반도체층; 및 p-type semiconductor layer; And 상기 n형 반도체층과 상기 p형 반도체층의 사이에 위치하며, 상기 n형 반도체층에 가까운 제1 영역, p형 반도체층에 가까운 제2 영역 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 위치한 제3 영역을 구비하고 있으며, 상기 제1 영역과 제2 영역은 n형 불순물이 도핑되어 있으며, 상기 제3 영역은 n형 불순물로 도핑되지 않거나 상기 제1 영역 및 제2 영역의 농도보다 낮은 농도의 n형 불순물로 도핑되는, 다중양자우물구조 발광층Located between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer, a first region close to the n-type semiconductor layer, a second region close to the p-type semiconductor layer and between the first region and the second region And a third region, wherein the first region and the second region are doped with n-type impurities, and the third region is not doped with n-type impurities or is lower than the concentration of the first region and the second region. Doped with n-type impurities in a multi-quantum well structure emitting layer 을 포함하는 발광 소자.Light emitting device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 n형 불순물은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 유황(S) 및 산소(O)로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 상기 제1 및 제2 영역에서의 상기 n형 불순물의 농도가 5×1016~1×1019/cm3 사이에 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자.The n-type impurity is selected from the group consisting of silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), sulfur (S) and oxygen (O), and the n-type impurity in the first and second regions A light emitting element having a concentration between 5 × 10 16 and 1 × 10 19 / cm 3 . 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제2 영역은 복수 개의 층을 포함하고 상기 p형 반도체층에 가장 가까운 층은 도핑되지 않은 것을 특징으로 하는 발광 소자.And the second region includes a plurality of layers and the layer closest to the p-type semiconductor layer is undoped. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 영역 및 제2 영역에서의 상기 n형 불순물의 농도는, 상기 p형 또는 n형 반도체층에 가까울수록 상기 n형 불순물의 농도가 높은 것을 특징으로 하는 발광 소자.The concentration of the n-type impurity in the first region and the second region is higher as the concentration of the n-type impurity is closer to the p-type or n-type semiconductor layer. n형 반도체층; n-type semiconductor layer; p형 반도체층; 및p-type semiconductor layer; And 복수 개의 장벽층과 복수 개의 우물층에 의해 형성되고, 상기 n형 반도체층과 상기 p형 반도체층 사이에 위치하고, 상기 n형 반도체층에 가까운 제1 영역, 상기 p형 반도체층에 가까운 제2 영역 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 위치한 제3 영역을 포함하는 발광층A first region formed by a plurality of barrier layers and a plurality of well layers, positioned between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer, closer to the n-type semiconductor layer, and a second region closer to the p-type semiconductor layer And a third region located between the first region and the second region. 을 포함하고,Including, 상기 제1 및 제2 영역의 상기 장벽층은 n형 불순물이 도핑되어 있고, 상기 제3 영역은 n형 불순물로 도핑되지 않거나 상기 제1 영역 및 제2 영역에서의 농도보다 낮은 농도를 갖는 n형 불순물로 도핑되는, 발광 소자.The barrier layer in the first and second regions is doped with n-type impurities, and the third region is not doped with n-type impurities or has a concentration lower than that in the first and second regions. A light emitting element doped with an impurity. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 n형 불순물은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 유황(S) 및 산소(O)로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 상기 제1 및 제2 영역에서의 상기 n형 불순물의 농도가 5×1016~1×1019/cm3 사이에 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자.The n-type impurity is selected from the group consisting of silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), sulfur (S) and oxygen (O), and the n-type impurity in the first and second regions A light emitting element having a concentration between 5 × 10 16 and 1 × 10 19 / cm 3 . 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제2 영역의 상기 p형 반도체층에 가장 가까운 장벽층은 도핑되지 않은 것을 특징으로 하는 발광 소자.And the barrier layer closest to the p-type semiconductor layer in the second region is undoped. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 영역 및 제2 영역의 장벽층에서의 n형 불순물의 농도는, 상기 p형 또는 n형 반도체층에 가까울수록 상기 n형 불순물의 농도가 높은 것을 특징으로 하는 발광 소자.The concentration of the n-type impurity in the barrier layers of the first region and the second region is higher as the concentration of the n-type impurity is closer to the p-type or n-type semiconductor layer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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