KR101272703B1 - ＡｌＧａＩｎＰ 활성층을 갖는 발광 다이오드 - Google Patents

Abstract

AlGaInP 활성층을 갖는 발광 다이오드가 개시된다. 이 발광 다이오드는 도전성 기판을 포함한다. 상기 도전성 기판 상부에 각각 AlGaInP 활성층을 포함하는 복수개의 발광셀들이 서로 이격되어 위치한다. 한편, 상기 기판과 상기 발광셀들 사이에 반절연 버퍼층들이 개재된다. 또한, 배선들이 상기 복수개의 발광셀들을 직렬 연결한다. 이에 따라, 복수개의 발광셀들이 반절연 버퍼층들에 의해 전기적으로 절연되고 배선들에 의해 서로 직렬연결되므로, 교류전원에 의해 구동될 수 있는 발광 다이오드를 제공할 수 있다.

AlGaInP, GaAs, 발광셀, 전자수용체(acceptor), 반절연(semi-insulating)

Description

ＡｌＧａＩｎＰ 활성층을 갖는 발광 다이오드{LIGHT EMITTING DIODE HAVING ＡｌＧａＩｎＰ ACTIVE LAYER}

도 1은 종래의 AlInGaP 활성층을 갖는 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 AlGaInP 활성층을 갖는 발광 다이오드의 동작원리를 설명하기 위한 회로도들이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AlGaInP 활성층을 갖는 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 AlGaInP 활성층을 갖는 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 AlGaInP 활성층을 갖는 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 AlGaInP 활성층을 갖는 발광 다이오드에 관한 것이다.

발광 다이오드는 다수 캐리어가 전자인 N형 반도체와 다수 캐리어가 정공인 P형 반도체가 서로 접합된 구조를 가지는 광전변환 반도체 소자로서, 이들 전자와 정공의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산한다. 특히, AlGaInP 화합물 반도체는 약 670 nm 파장의 광을 방출하는 고품질 반도체 레이저에 적용되어 왔으며, 또한 알루미늄과 갈륨의 비율을 조정함으로써 560 내지 680 nm 파장 범위의 광을 방출하는 발광 다이오드에 적용되어 왔다.

도 1은 종래의 AlGaInP 활성층을 갖는 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면, N형 GaAs 기판(10) 상에 N형 AlGaInP 하부 반도체층(11)이 성장되고, 그 위에 AlGaInP 활성층(12)이 성장된다. 이어서, 상기 AlGaInP 활성층(12) 상에 P형 AlGaInP 상부 반도체층(13)이 성장된다. 이들 반도체층들은 다양한 방법, 예컨대 금속유기화학 기상성장(MOCVD) 또는 분자선 성장(MBE) 기술을 사용하여 성장될 수 있다. 이어서, 상기 상부 반도체층(13) 상에 전극(14)이 형성되고, 상기 기판(10)의 뒷면에 전극(15)이 형성된다.

상기 하부 반도체층(11) 및 상부 반도체층(13)은 전자와 정공이 활성층(12) 내에서 재결합하는 것을 돕기 위한 제한층들(confining layers)로, 상기 활성층(12)에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성된다.

상기 발광 다이오드는 도전성 기판 상에 AlGaInP 에피층들을 성장시키어 발광 다이오드를 제조하므로, 기판의 뒷면에 전극(15)을 형성하여 발광 다이오드를 구동시킬 수 있다.

한편, 상기 발광 다이오드는 비저항이 큰 상부 반도체층(13) 상에 전극(14)이 형성되므로, 전류분산에 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 투명하고 비저항이 작은 윈도우층을 채택하는 기술이 미국특허 제5,008,718호 및 5,233,204호에 개시된 바 있다. 이들은 전류분산을 균일하게 하기 위해 상부 반도체층(13) 상에 비저항이 작은 윈도우층, 예컨대 GaAsP, AlGaAs 또는 GaP을 성장시키어 발광효율을 개선하고 있다.

그러나, 발광 다이오드는 순방향 전류에 의해 광을 방출하므로, 종래의 발광 다이오드를 교류전원에 연결하여 동작시킬 경우, 전류의 방향에 따라 온/오프를 반복한다. 따라서, 종래의 발광 다이오드를 교류전원에 직접 연결하여 사용하기 위해서는, 교류를 직류로 변환하는 변환기 등의 부가적인 부속품들이 요구된다. 이러한 부가의 부속품들은 그 부대 비용에 의해 종래의 형광 램프 등을 발광 다이오드로 대체하는 것을 어렵게 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 교류-직류 변환기 없이 교류전원에 연결하여 구동될 수 있는 AlGaInP계 발광 다이오드를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 에피 성장기판으로 종래의 도전성 기판을 그대로 사용할 수 있는 AlGaInP계 발광 다이오드를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 AlGaInP 활성층을 갖는 발광 다이오드는 도전성 기판을 포함한다. 상기 도전성 기판 상부에 각각 (Al,Ga,In)P 활성층을 포함하는 복수개의 발광셀들이 서로 이격되어 위치한다. 한편, 상기 기판과 상기 발광셀들 사이에 반절연 버퍼층들이 개재된다. 또한, 배선들이 상기 복수개의 발광셀들을 직렬 연결한다. 상기 반절연 버퍼층은 상기 복수개의 발광셀들 각각을 상기 도전성 기판으로부터 전기적으로 절연시킨다. 한편, 상기 배선들이 상기 복수개의 발광셀들을 직렬 연결하므로, 직렬 연결된 발광셀들의 어레이가 형성된다. 이러한 어레이들을 이용하여 교류전원에 의해 구동될 수 있는 발광 다이오드를 제공할 수 있다.

여기서, "반절연"(semi-insulating)은 일반적으로 비저항이 상온에서 대략 10⁵Ω·㎝ 이상인 고저항 물질을 나타내며, 특별한 언급이 없는 한 절연성 물질도 포함하는 것으로 사용된다. 한편, 제1 도전형 및 제2 도전형은 각각 N형 및 P형, 또는 P형 및 N형을 나타낸다.

상기 반절연 버퍼층들은 서로 연장되어 연속될 수 있다. 상기 반절연 버퍼층은 저항이 높으므로 서로 연결되어도 발광소자의 동작에 영향을 미치치 않는다. 한편, 상기 반절연 버퍼층들을 서로 분리시킬 필요가 없어, 발광셀 제조 공정을 단순화할 수 있다.

또한, 상기 도전성 기판은 GaAs 기판일 수 있다. GaAs 기판은 AlGaInP 에피층들을 성장시키기에 적합하여, 내부 양자 효율이 우수한 AlGaInP 활성층 성장을 돕는다.

상기 복수개의 발광셀들은 각각 상기 반절연 버퍼층과 상기 AlGaInP 활성층 사이에 개재된 제1 도전형 하부 반도체층 및 상기 활성층 상에 위치하는 제2 도전형 상부 반도체층을 포함한다. 상기 하부 반도체층 및 상기 상부 반도체층은 상기 AlGaInP 활성층에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성되어, 전자와 정공의 재결합을 돕는다.

한편, 상기 반절연 버퍼층은 전자수용체가 도핑된 III-V계 물질로 형성될 수 있으며, 상기 전자수용체(acceptor)는 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 전이금속일 수 있다. 특히, 상기 전자수용체는 철(Fe)일 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

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.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드의 동작원리를 설명하기 위한 회로도들이다.

도 2a를 참조하면, 발광셀들(31a, 31b, 31c)이 직렬 연결되어 제1 직렬 발광셀 어레이(31)를 형성하고, 또 다른 발광셀들(33a, 33b, 33c)이 직렬 연결되어 제2 직렬 발광셀 어레이(33)를 형성한다. 여기서, "직렬 발광셀 어레이"는 다수의 발광셀들이 직렬로 연결된 구조를 의미한다.

상기 제1 및 제2 직렬 어레이들(31, 33)의 양 단부들은 각각 교류전원(35) 및 접지에 연결된다. 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들은 교류전원(35)과 접지 사이에서 병렬로 연결된다. 즉, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들의 양 단부들은 서로 전기적으로 연결된다.

한편, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들(31, 33)은 서로 반대 방향으로 흐르는 전류에 의해 발광셀들이 구동되도록 배치된다. 즉, 도시한 바와 같이, 제1 직렬 어레이(31)에 포함된 발광셀들의 양극(anode) 및 음극(cathode)과 제2 직렬 어레이(33)에 포함된 발광셀들의 양극 및 음극은 서로 반대 방향으로 배치된다.

따라서, 교류전원(35)이 양의 위상일 경우, 상기 제1 직렬 어레이(31)에 포함된 발광셀들이 턴온되어 발광하며, 제2 직렬 어레이(33)에 포함된 발광셀들은 턴오프된다. 이와 반대로, 교류전원(35)이 음의 위상일 경우, 상기 제1 직렬 어레이(31)에 포함된 발광셀들이 턴오프되고, 제2 직렬 어레이(33)에 포함된 발광셀들이 턴온된다.

결과적으로, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들(31, 33)이 교류전원에 의해 턴온 및 턴오프를 교대로 반복함으로써, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들을 포함하는 발광 소자는 연속적으로 빛을 방출한다.

하나의 발광 다이오드로 구성된 발광칩들을 도 2a의 회로와 같이 연결하여 교류전원을 사용하여 구동시킬 수 있으나, 발광칩들이 점유하는 공간이 증가한다. 그러나, 본 발명의 발광 소자는 하나의 칩에 교류전원을 연결하여 구동시킬 수 있으므로, 발광 소자가 점유하는 공간이 증가하지 않는다.

한편, 도 2a의 회로는 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들의 양단부들이 교류전 원(35) 및 접지에 각각 연결되도록 구성하였으나, 상기 양단부들이 교류전원의 양 단자에 연결되도록 구성할 수도 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들은 각각 세 개의 발광셀들로 구성되어 있으나, 이는 설명을 돕기 위한 예시이고, 발광셀들의 수는 필요에 따라 더 증가될 수 있다. 그리고, 상기 직렬 어레이들의 수도 더 증가될 수 있다.

도 2b를 참조하면, 발광셀들(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)이 직렬 발광셀 어레이(41)를 구성한다. 한편, 교류전원(45)과 직렬 발광셀 어레이(41) 및 접지와 직렬 발광셀 어레이(41) 사이에 발광셀들(D1, D2, D3, D4)을 포함하는 브리지 정류기가 배치된다. 상기 직렬 발광셀 어레이(41)의 애노드 단자는 상기 발광셀들(D1, D2) 사이의 노드에 연결되고, 캐소드 단자는 발광셀들(D3, D4) 사이의 노드에 연결된다. 한편, 교류전원(45)의 단자는 발광셀들(D1, D4) 사이의 노드에 연결되고, 접지는 발광셀들(D2, D3) 사이의 노드에 연결된다.

상기 교류전원(45)이 양의 위상을 갖는 경우, 브리지 정류기의 발광셀들(D1, D3)가 턴온되고, 발광셀들(D2, D4)가 턴오프된다. 따라서, 전류는 브리지 정류기의 발광셀(D1), 상기 직렬 발광셀 어레이(41) 및 브리지 정류기의 발광셀(D3)를 거쳐 접지로 흐른다.

한편, 상기 교류전원(45)이 음의 위상을 갖는 경우, 브리지 정류기의 발광셀들(D1, D3)가 턴오프되고, 발광셀들(D2, D4)가 턴온된다. 따라서, 전류는 브리지 정류기의 발광셀(D2), 상기 직렬 발광셀 어레이(41) 및 브리지 정류기의 발광셀(D4)를 거쳐 교류전원으로 흐른다.

결과적으로, 직렬 발광셀 어레이(41)에 브리지 정류기를 연결하므로써, 교류전원(45)을 사용하여 직렬 발광셀 어레이(41)를 계속적으로 구동시킬 수 있다. 여기서, 브리지 정류기의 단자들이 교류전원(45) 및 접지에 연결되도록 구성하였으나, 상기 양단부들이 교류전원의 양 단자에 연결되도록 구성할 수도 있다.

본 실시예에 따르면, 하나의 직렬 발광셀 어레이를 교류전원에 전기적으로 연결하여 구동시킬 수 있으며, 도 2a의 발광소자에 비해 발광셀의 사용효율을 높일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AlGaInP 활성층을 갖는 발광소자를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 발광 다이오드는 도전성 기판(51)을 포함한다. 상기 기판은 AlGaInP 에피층들을 성장시키기에 적합한 단결정 기판으로, 바람직하게는 GaAs 기판일 수 있다.

상기 도전성 기판(51) 상부에 서로 이격되어 위치하는 복수개의 발광셀들이 위치한다. 상기 발광셀들 각각은 제1 도전형 하부 반도체층(55), AlGaInP 활성층(57) 및 제2 도전형 상부 반도체층(59)을 포함한다. 상기 하부 및 상부 반도체층(55)은 상기 활성층(57)에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성되며, AlGaInP 계 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 활성층(57)은 AlGaInP의 단일 양자웰 또는 다중 양자웰일 수 있다.

한편, 상기 하부 반도체층(55) 아래에 제1 도전형 콘택층(54)이 위치할 수 있으며, 상기 제1 도전형 콘택층(54)의 일 영역이 노출된다. 상기 콘택층(54)은 상 기 제1 도전형 하부 반도체층(55)에 비해 비저항이 작은 물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 콘택층(54)은 제1 도전형 하부 반도체층(55)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 콘택층(54)과 하부 반도체층(55) 사이에 계면이 사라진다.

상기 제2 도전형 상부 반도체층(59)은 상기 콘택층(54) 일부분의 상부에 위치하며, 상기 활성층은 상부 반도체층(59)과 하부 반도체층(55) 사이에 개재된다. 또한, 상기 상부 반도체층(59) 상에 윈도우층(61)이 위치할 수 있다. 상기 윈도우층은 GaAsP, AlGaAs 또는 GaP 등의 물질로 형성될 수 있으며, 상부 반도체층(59)에 비해 비저항이 작고 투명한 물질로 형성된다.

한편, 상기 도전성 기판(51)과 상기 발광셀들 사이에 반절연 버퍼층들(53)이 개재된다. 반절연 버퍼층들(53)은, 도시한 바와 같이, 서로 이격될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 연장되어 연속될 수 있다.

상기 반절연 버퍼층들(53)은 도우핑 없이 비저항이 높은 III-V계 물질로 형성되거나, 전자수용체가 도우핑된 III-V계 물질일 수 있다. 상기 전자수용체는 1가 또는 2가의 전자가를 갖는 금속일 수 있으며, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및/또는 전이금속일 수 있다. 예컨대, 상기 전자수용체는 철(Fe) 또는 크롬(Cr) 이온들일 수 있다. 일반적으로, 인위적인 도우핑 없이 성장된 화합물 반도체층들은 N형 도전형을 나타내며, 상기 전자수용체는 이러한 화합물 반도체층들 내에서 전자를 수용하여 비저항을 높여, 반절연층을 만든다.

한편, 배선들(67)이 상기 발광셀들을 전기적으로 연결한다. 상기 배선들(67) 은 하나의 발광셀의 콘택층(54)과 그것에 이웃하는 발광셀의 윈도우층(61)을 연결한다. 상기 배선들은 도시한 바와 같이, 상기 윈도우층(61) 상에 형성된 오믹 콘택층(64)와 상기 제1 도전형 콘택층(54)의 노출된 영역 상에 형성된 오믹 콘택층(65)을 연결할 수 있다. 여기서, 상기 배선들(67)은 에어브리지 공정에 의해 형성된 것으로, 접촉부를 제외한 부분은 기판(51) 및 발광셀들로부터 물리적으로 떨어져 있다.

상기 배선들(67)에 의해 상기 기판(51) 상에 적어도 두개의 직렬 발광셀 어레이들이 형성될 수 있다. 상기 직렬 발광셀 어레이들은 서로 반대로 흐르는 전류에 의해 구동되도록 배치된다. 또한, 상기 기판(51) 상에 직렬 발광셀 어레이와 함께 브리지 정류기가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 다이오드를 교류전원에 직접 연결하여 구동시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 발광셀들을 연결하는 배선 구조를 제외하면 도 3의 발광 다이오드와 동일한 구성요소들을 갖는다. 즉, 본 실시예에 따른 배선들(87)은 스텝 커버 공정에 의해 형성된 배선들이다. 이를 위해, 배선들(87)을 접촉시키기 위한 부분들을 제외하고, 상기 발광셀들의 모든 층들 및 기판(51)은 절연층(85)으로 덮혀진다. 그리고, 상기 배선들(87)이 상기 절연층(85) 상에서 패터닝되어 상기 발광셀들을 전기적으로 연결한다.

예컨대, 상기 절연층(85)은 상기 오믹콘택층들(64, 65)을 노출시키는 개구부 들을 가지며, 상기 배선들(87)은 상기 개구부들을 통해 이웃하는 발광셀들의 오믹콘택층들(64), 65)을 서로 연결하여 발광셀들을 직렬 연결한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 5를 참조하면, 도전성 기판(51) 상에 반절연 버퍼층(53), 제1 도전형 하부 반도체층(55), AlGaInP 활성층(57) 및 제2 도전형 상부 반도체층(59)을 성장시킨다. 또한, 상기 반절연 버퍼층(53) 상에 제1 도전형 콘택층(54)이 형성될 수 있으며, 상기 상부 반도체층(59) 상에 윈도우층(61)이 형성될 수 있다.

상기 도전성 기판(51)은 AlGaInP 에피층을 성장시키기에 적합한 격자상수를 갖는 단결정 기판으로, GaAs 또는 GaP 기판일 수 있다. 한편, 상기 반절연 버퍼층(53)은 금속유기화학기상증착(metalorganic chemical mechanical deposition; MOCVD), 분자선 성장(molecular beam epitaxy; MBE)법 등을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 반절연 버퍼층(53)은 AlGaInP계 또는 이와 유사한 격자상수를 III-V계 물질일 수 있다.

한편, 상기 버퍼층(53)을 형성하는 동안, 전자수용체(acceptor)들이 도우핑될 수 있다. 상기 전자수용체는 1가 또는 2가의 전자가를 갖는 금속일 수 있으며, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및/또는 전이금속일 수 있다. 예컨대, 상기 전자수용체는 철(Fe) 또는 크롬(Cr) 이온들일 수 있다.

한편, 상기 반절연 버퍼층(53)의 모든 두께에 걸쳐 전자수용체를 도우핑할 필요는 없으며, 버퍼층(53)의 일부 두께에 걸쳐 전자수용체를 도우핑하여 비저항이 큰 반절연 버퍼층(53)을 형성할 수 있다.

상기 제1 도전형 콘택층(54)은 AlGaInP 화합물 반도체로 형성될 수 있으며, 전류분산을 위해 비저항이 낮은 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 제1 도전형 하부 반도체층(55) 및 제2 도전형 상부 반도체층(59)은 모두 AlGaInP 화합물 반도체로 형성될 수 있으며, Al, Ga 및/또는 In의 조성비를 조절하여 상기 활성층(57)에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성된다. 하부 및 상부 반도체층들(55, 57)와 할성층(57)은 모두 MOCVD 또는 MBE 기술을 사용하여 형성될 수 있다.

한편, 상기 윈도우층(61)은 제5,008,718호 및 5,233,204호에 개시된 바와 같이, 활성층(57)에서 생성된 광을 투과시키면서 비저항이 작은 물질층, 예컨대 GaAsP, AlGaAs 또는 GaP을 성장시키어 형성될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 윈도우층(61), 제2 도전형 상부 반도체층(59), 활성층(57), 제1 도전형 하부 반도체층(55), 제1 도전형 콘택층(54) 및 반절연 버퍼층(53)을 패터닝하여 셀들을 분리하고, 제1 도전형 콘택층(54)의 일 영역을 노출시킨다. 그 결과, 노출된 제1 도전형 콘택층(54)을 갖는 발광셀들이 형성된다.

도 7을 참조하면, 상기 윈도우층(61) 상에 오믹 콘택층(64)을 형성하고, 상기 노출된 제1 도전형 콘택층(54) 상에 오믹 콘택층(65)을 형성한다. 상기 오믹 콘택층(64)은 윈도우층(61)에 오믹 콘택되고, 상기 오믹 콘택층(65)은 제1 도전형 콘택층(54)에 오믹 콘택된다.

이어서, 상기 발광셀들을 전기적으로 연결하는 배선들(도 3의 67)이 에어브리지(air bridge) 공정에 의해 형성된다. 상기 배선들(67)은 발광셀들을 연결하여 직렬 발광셀 어레이를 형성한다. 상기 기판(51) 상에 적어도 두개의 직렬 발광셀 어레이들이 형성될 수 있으며, 상기 어레이들은 서로 반대로 흐르는 전류에 의해 구동되도록 배치된다. 이와 달리, 상기 기판(51) 상에 직렬 발광셀 어레이와 함께 발광셀들로 구성된 브리지 정류기가 형성될 수 있다. 이에 따라, 교류-직류 변환기 없이 교류전원에 연결하여 구동될 수 있는 발광 다이오드가 완성된다.

한편, 발광셀들을 연결하는 배선들은 층덮힘(step cover) 방식으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 도 4의 발광 다이오드가 완성된다. 즉, 도 7의 오믹콘택층들(64, 65)이 형성된 후, 도전성 기판(51)의 전면 상에 절연층(도 4의 85)이 형성된다. 상기 절연층은 예컨대, SiO2로 형성될 수 있다. 이어서, 상기 절연층을 패터닝하여 상기 오믹콘택층들(64, 65)을 노출시키는 개구부들을 형성한다. 그 후, 상기 절연층(85) 상에 도금 또는 증착기술을 사용하여 배선들(87)을 형성함으로써 발광셀들을 전기적으로 연결한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 교류-직류 변환기 없이 교류전원에 직접 연결하여 구동할 수 있는 발광 다이오드를 제공할 수 있으며, 반절연 버퍼층을 채택하여 복수개의 발광셀들이 도전성 기판으로부터 전기적으로 절연된 발광 다이오드를 제공할 수 있다. 이에 따라, 종래의 도전성 기판을 그대로 사용하면서, AlGaInP 활성층을 가지고, 교류전원에 의해 구동될 수 있는 발광 다이오드를 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. 도전성 기판;

   상기 도전성 기판 상부에 서로 이격되어 위치하고, 각각 AlGaInP 활성층을 포함하는 복수개의 발광셀들;

   상기 기판과 상기 발광셀들 사이에 개재된 반절연 버퍼층들; 및

   상기 복수개의 발광셀들을 직렬 연결하는 배선들을 포함하고,

   상기 도전성 기판은 GaAs 기판인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 반절연 버퍼층들은 서로 연장되어 연속된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 복수개의 발광셀들은 각각 상기 반절연 버퍼층과 상기 AlGaInP 활성층 사이에 개재된 제1 도전형 하부 반도체층 및 상기 활성층 상에 위치하는 제2 도전형 상부 반도체층을 포함하는 발광 다이오드.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 복수개의 발광셀들은 각각 상기 상부 반도체층 상에 위치하는 윈도우층을 더 포함하는 발광 다이오드.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 반절연 버퍼층은 전자수용체가 도핑된 III-V계 물질인 발광 다이오드.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 전자수용체는 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 전이금속으로 이루어진 일군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속물질인 발광 다이오드.

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