KR101297788B1 - Light emitting device - Google Patents

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KR101297788B1 KR1020120028725A KR20120028725A KR101297788B1 KR 101297788 B1 KR101297788 B1 KR 101297788B1 KR 1020120028725 A KR1020120028725 A KR 1020120028725A KR 20120028725 A KR20120028725 A KR 20120028725A KR 101297788 B1 KR101297788 B1 KR 101297788B1
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성태연
염웅선
전준우
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A light emitting device is provided to reduce light efficiency droop, thereby generating high power. CONSTITUTION: An n-type semiconductor layer is formed on a substrate. An electron barrier layer (103) is formed on the n-type semiconductor layer. An active layer (104) is formed on the electron barrier layer. A p-type semiconductor layer (105) is formed on the active layer. An undoped semiconductor layer is formed between the n-type semiconductor layer and the electron barrier layer.

Description

발광 소자{Light emitting device}[0001]

본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 특히 활성층으로의 정공과 전자의 공급 불균형을 감소시켜 발광 효율을 증가시키고 광 효율 저하 현상(Efficiency droop)을 감소시킴으로써 고출력 발광 소자의 구현을 가능하게 하는 발광 소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting device capable of realizing a high output light emitting device by reducing the supply imbalance of holes and electrons to the active layer, thereby increasing the light emission efficiency and reducing the efficiency droop. It is about.

발광 소자는 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하여 빛을 외부로 방출하는 소자이다. 이러한 발광 소자의 예로써 전압이 가해지면 p형 및 n형 반도체의 접합 부분의 활성층에서 정공과 전자의 재결합에 의해 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)가 있다. The light emitting device converts electrical energy into light energy and emits light to the outside. An example of such a light emitting device is a light emitting diode (LED) capable of generating light of various colors by recombination of holes and electrons in the active layers of junctions of p-type and n-type semiconductors when voltage is applied.

발광 다이오드는 환경 친화적이고 높은 에너지 효율과 고 신뢰성을 가지는 장점으로 차세대 발광 소자로 각광받고 있다.Light emitting diodes are attracting attention as next generation light emitting devices due to their environmentally friendly, high energy efficiency and high reliability.

최근에는 발광 다이오드의 기술이 발전하고 광도가 증가함에 따라, 더 많은 양의 전류가 발광 다이오드에 공급되어야 하는 것이 요구되고 있다. Recently, as the technology of light emitting diodes develops and the brightness increases, it is required that a larger amount of current be supplied to the light emitting diodes.

그런데, 더 많은 양의 전류가 발광 다이오드에 공급함에 있어서 광 효율 저하 현상(Efficiency droop)이 발생하고 있다. 광 효율 저하 현상(Efficiency droop)은 공급되는 전류량이 증가함에 따라 외부 양자 효율이 감소하는 현상으로, 발광 다이오드 적용의 가장 주요한 목적인 조명용 고출력 발광 다이오드를 구현하는 데 가장 큰 걸림돌이 된다(도 1 참조).However, an efficiency droop occurs when a larger amount of current is supplied to the light emitting diode. An efficiency droop is a phenomenon in which the external quantum efficiency decreases as the amount of current supplied increases, which is the biggest obstacle to realizing a high output light emitting diode for lighting, which is the main purpose of applying a light emitting diode (see FIG. 1). .

이러한 광 효율 저하 현상은 여러 가지 원인이 복합적으로 작용하여 발생한다고 알려져 있으며, 그 메커니즘이 정확히 정의되지 않고 있다. 이러한 원인 중의 하나로 전자와 하나의 정공의 속도 차이로 인한 정공 공급의 부족이 있다. 즉, 동일한 개수의 전자와 정공이 필요하나, 전자와 정공의 큰 질량 차이로 인해 전자와 정공의 이동도(Mobility)가 크게 차이가 남으로써 전자와 정공의 공급 차이가 발생된다. It is known that such a phenomenon in light efficiency is caused by a combination of various causes, and the mechanism is not precisely defined. One of these causes is the lack of hole supply due to the difference in speed between electrons and one hole. In other words, the same number of electrons and holes are required, but due to the large mass difference between electrons and holes, the mobility of electrons and holes remains largely different, resulting in a difference in supply of electrons and holes.

위와 같은 전자와 정공의 공급 차이는 특히 고출력 발광 다이오드에서 정공을 부족(전자를 과잉 공급)하게 하며, 이로 인해 부족한 정공으로 인해 재결합하지 못한 전자들이 활성층 밖으로 넘쳐나가는 전류 오버 플로우(overflow) 또는 전류 누출(leakage)이 발생되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래 2012년 2월 7일 공개된 한국 공개특허공보 제10-2012-0011198호에서와 같은 시도가 있어 왔다.
This difference in supply of electrons and holes leads to a lack of holes (oversupply of electrons), especially in high power light emitting diodes, resulting in current overflow or current leakage, in which electrons that failed to recombine due to insufficient holes overflow the active layer. There is a problem that (leakage) occurs.
In order to solve this problem, there have been attempts as in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0011198 published on February 7, 2012.

본 발명의 목적은 활성층으로의 정공과 전자의 공급 불균형을 감소시켜 발광 효율을 증가시키고 광 효율 저하 현상(Efficiency droop)을 감소시킴으로써 고출력 발광 소자의 구현을 가능하게 하는 발광 소자를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light emitting device capable of realizing a high output light emitting device by reducing the supply imbalance of holes and electrons to the active layer to increase the luminous efficiency and reduce the efficiency droop.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 기판; 상기 기판 상에 형성되는 n형 반도체층; 상기 n형 반도체층 상에 형성되는 전자 차단층; 상기 전자 차단층 상에 형성되는 활성층; 상기 활성층 상에 형성되는 p형 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 한다. A light emitting device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a substrate; An n-type semiconductor layer formed on the substrate; An electron blocking layer formed on the n-type semiconductor layer; An active layer formed on the electron blocking layer; It characterized in that it comprises a p-type semiconductor layer formed on the active layer.

상기 전자 차단층은 상기 n형 반도체층보다 높은 밴드갭 에너지를 가질 수 있다.The electron blocking layer may have a higher bandgap energy than the n-type semiconductor layer.

상기 전자 차단층은 AlXGa(1-X)N(0<X≤1)로 형성될 수 있다.The electron blocking layer may be formed of Al X Ga (1-X) N (0 <X≤1).

상기 전자 차단층은 10nm ~ 50nm의 두께를 가질 수 있다.The electron blocking layer may have a thickness of 10nm to 50nm.

상기 활성층은 적어도 하나의 양자 우물층과 양자 장벽층이 교대로 배치되어 형성될 수 있다. The active layer may be formed by alternately arranging at least one quantum well layer and a quantum barrier layer.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 상기 p형 반도체층 상에 형성되는 p형 전극; 및 상기 n형 반도체층 중 상기 기판과 접하는 면의 반대 면 일측에 형성되는 n형 전극을 더 포함할 수 있다. In addition, the light emitting device according to the embodiment of the present invention comprises a p-type electrode formed on the p-type semiconductor layer; And an n-type electrode formed on one side of the n-type semiconductor layer opposite to the surface in contact with the substrate.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 상기 전자 차단층과 상기 활성층 사이에 형성되는 언도프드 반도체층을 더 포함할 수 있다.In addition, the light emitting device according to the embodiment of the present invention may further include an undoped semiconductor layer formed between the electron blocking layer and the active layer.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 상기 n형 반도체층과 상기 전자 차단층 사이에 형성되는 언도프드 반도체층을 더 포함할 수 있다.In addition, the light emitting device according to the embodiment of the present invention may further include an undoped semiconductor layer formed between the n-type semiconductor layer and the electron blocking layer.

상기 언도프드 반도체층은 상기 전자 차단층보다 낮은 밴드갭 에너지를 가질 수 있다.The undoped semiconductor layer may have a lower bandgap energy than the electron blocking layer.

상기 언도프드 반도체층은 10nm ~ 50nm의 두께를 가질 수 있다. The undoped semiconductor layer may have a thickness of 10 nm to 50 nm.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 상기 활성층과 상기 p형 반도체층 사이에 형성되는 전자 오버 플로우 방지층을 더 포함할 수 있다.In addition, the light emitting device according to the embodiment of the present invention may further include an electron overflow prevention layer formed between the active layer and the p-type semiconductor layer.

상기 오버 플로우 방지층의 밴드갭 에너지는 상기 n형 반도체층의 밴드갭 에너지보다 크고 상기 전자 차단층의 밴드갭 에너지보다 작을 수 있다.The bandgap energy of the overflow prevention layer may be greater than the bandgap energy of the n-type semiconductor layer and less than the bandgap energy of the electron blocking layer.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 기판; 상기 기판 상에 형성되는 p형 반도체층; 상기 p형 반도체층 상에 형성되는 활성층; 상기 활성층 상에 형성되는 전자 차단층; 상기 전자 차단층 상에 형성되는 n형 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, a light emitting device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a substrate; A p-type semiconductor layer formed on the substrate; An active layer formed on the p-type semiconductor layer; An electron blocking layer formed on the active layer; It characterized in that it comprises an n-type semiconductor layer formed on the electron blocking layer.

상기 전자 차단층은 상기 n형 반도체층보다 높은 밴드갭 에너지를 가질 수 있다.The electron blocking layer may have a higher bandgap energy than the n-type semiconductor layer.

상기 전자 차단층은 AlXGa(1-X)N(0<X≤1)로 형성될 수 있다. The electron blocking layer may be formed of Al X Ga (1-X) N (0 <X≤1).

상기 전자 차단층은 10nm ~ 50nm의 두께를 가질 수 있다.The electron blocking layer may have a thickness of 10nm to 50nm.

상기 활성층은 적어도 하나의 양자 우물층과 양자 장벽층이 교대로 배치되어 형성될 수 있다.The active layer may be formed by alternately arranging at least one quantum well layer and a quantum barrier layer.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 상기 n형 반도체층 상에 형성되는 n형 전극을 포함할 수 있다.In addition, the light emitting device according to the embodiment of the present invention may include an n-type electrode formed on the n-type semiconductor layer.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 상기 p형 반도체층과 기판 사이에 개재되는 p형 전극을 더 포함할 수 있다.In addition, the light emitting device according to the embodiment of the present invention may further include a p-type electrode interposed between the p-type semiconductor layer and the substrate.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 상기 활성층과 상기 p형 반도체층 사이에 형성되는 전자 오버 플로우 방지층을 더 포함할 수 있다.In addition, the light emitting device according to the embodiment of the present invention may further include an electron overflow prevention layer formed between the active layer and the p-type semiconductor layer.

상기 오버 플로우 방지층의 밴드갭 에너지는 상기 n형 반도체층의 밴드갭 에너지보다 크고 상기 전자 차단층의 밴드갭 에너지보다 작을 수 있다.The bandgap energy of the overflow prevention layer may be greater than the bandgap energy of the n-type semiconductor layer and less than the bandgap energy of the electron blocking layer.

본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 n형 반도체층과 활성층 사이에 형성되는 전자 차단층을 구비함으로써, 활성층으로의 정공의 공급을 방해하지 않고 정공 주입 효율을 향상시키면서 정공보다 작은 질량을 가져 큰 이동도를 가지는 전자의 공급을 방해하게 할 수 있다. The light emitting device according to the embodiment of the present invention has an electron blocking layer formed between the n-type semiconductor layer and the active layer, thereby improving the hole injection efficiency without disturbing the supply of holes to the active layer and having a large mass smaller than the hole. It may disturb the supply of electrons having mobility.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 활성층으로의 전자와 정공의 공급 불균형을 감소시켜 발광 효율을 증가시킬 수 있으며, 광 효율 저하 현상(Efficiency droop)을 감소시켜 고출력 발광 소자의 구현을 가능하게 할 수 있다. Accordingly, the light emitting device according to the embodiment of the present invention can increase the light emitting efficiency by reducing the supply imbalance of electrons and holes to the active layer, and can implement the high output light emitting device by reducing the efficiency droop. It can be done.

도 1은 고출력의 발광 다이오드에서 발생하는 광 효율 저하 현상을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 4는 도 2의 발광 소자가 낮은 전류 밀도를 가지는 경우 전자와 정공의 이동을 보여주는 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.
1 is a graph for explaining a light efficiency deterioration phenomenon occurring in a high output light emitting diode.
2 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
3 is an energy band diagram of the light emitting device illustrated in FIG. 2.
FIG. 4 is an energy band diagram showing movement of electrons and holes when the light emitting device of FIG. 2 has a low current density.
5 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an energy band diagram of the light emitting device illustrated in FIG. 5.
7 is a cross-sectional view of a light emitting device according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an energy band diagram of the light emitting device illustrated in FIG. 7.
9 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an energy band diagram of the light emitting device illustrated in FIG. 9.
11 is a cross-sectional view of a light emitting device according to still another embodiment of the present invention.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램이고, 도 4는 도 2의 발광 소자가 낮은 전류 밀도를 가지는 경우 전자와 정공의 이동을 보여주는 에너지 밴드 다이어그램이다.2 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an energy band diagram of the light emitting device shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a view showing electrons when the light emitting device of FIG. 2 has a low current density. An energy band diagram showing the movement of holes.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(100)는 기판(101), n형 반도체층(102), 전자 차단층(103), 활성층(104), p형 반도체층(105), p형 전극(106) 및 n형 전극(107)을 포함한다. 이러한 발광 소자(100)는 수평 구조 발광 다이오드를 구현할 수 있다. Referring to FIG. 2, the light emitting device 100 according to the exemplary embodiment may include a substrate 101, an n-type semiconductor layer 102, an electron blocking layer 103, an active layer 104, and a p-type semiconductor layer ( 105, p-type electrode 106 and n-type electrode 107. The light emitting device 100 may implement a horizontal light emitting diode.

상기 기판(101)은 사파이어 기판(Al2O3), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga2O3, 도전성 기판 및 GaAs 로 이루어진 그룹에서 선택되어 형성될 수 있다.The substrate 101 may be selected from a group consisting of sapphire substrate (Al 2 O 3 ), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga 2 O 3 , a conductive substrate and GaAs.

상기 n형 반도체층(102)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 여기서, 상기 n형 도펀트의 도핑 농도는 1~5×1018cm3 일 수 있다. Semiconductor material having a composition formula of the n-type semiconductor layer 102 is In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x + y≤1), For For example, it may be selected from InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN, and the like, and an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, or the like may be doped. Here, the doping concentration of the n-type dopant may be 1 ~ 5 × 10 18 cm 3 .

상기 전자 차단층(electron blocking layer; EBL)(103)은 n형 반도체층(102) 상에 형성되며, 도 3에 도시된 바와 같이 n형 반도체층(102)보다 높은 밴드갭 에너지를 가진다. 상기 전자 차단층(103)은 p형 반도체층(105)에서 활성층(104)으로 제공되는 정공의 공급을 방해하지 않으면서 n형 반도체층(102)에서 활성층(104)으로 제공되는 전자의 공급을 방해한다. 이러한 전자 차단층(103)은 정공 주입 효율을 향상시키면서 정공보다 작은 질량을 가져 큰 이동도를 가지는 전자의 공급을 방해하여 활성층(104)으로의 전자와 정공의 공급 불균형을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 전자 차단층(103)은 전자와 정공의 재결합에 의한 발광 효율을 증가시키게 할 수 있으며, 기존에 활성층에서 정공이 부족하여 재결하지 못한 전자들이 활성층 밖으로 넘쳐나가는 전류 오버 플로우(overflow) 또는 전류 누출(leakage)이 발생되는 것을 방지하게 할 수 있다. The electron blocking layer EBL 103 is formed on the n-type semiconductor layer 102 and has a higher bandgap energy than the n-type semiconductor layer 102 as shown in FIG. 3. The electron blocking layer 103 prevents the supply of electrons provided from the n-type semiconductor layer 102 to the active layer 104 without disturbing the supply of holes provided from the p-type semiconductor layer 105 to the active layer 104. Disturb. The electron blocking layer 103 may reduce the supply imbalance between the electrons and the holes to the active layer 104 by improving the hole injection efficiency while preventing the supply of electrons having a greater mobility than the holes. Accordingly, the electron blocking layer 103 may increase the luminous efficiency by recombination of electrons and holes, and current overflows in which electrons that are not recrystallized due to lack of holes in the active layer overflow out of the active layer. Alternatively, current leakage can be prevented from occurring.

한편, 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(100)가 낮은 전류 밀도를 가지면, 정공이 먼저 활성층(104)에 채워져 활성층(104)에서 전공의 오버 플로우는 발생하지 않는다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(100)가 고출력을 위해 증가된 전류 밀도를 가지면, 전자는 전자 차단층(103)을 넘어 활성층(104)으로 공급되어 전공과 재결합한다. 이에 따라, 상기 전자 차단층(103)은 고출력 조명용 발광 소자를 구현 가능하게 하는데 적용될 수 있으며, 광 효율 저항 현상(Efficiency droop)을 감소시키게 할 수 있다.On the other hand, referring to Figure 4 when the light emitting device 100 according to an embodiment of the present invention has a low current density, holes are first filled in the active layer 104 so that the overflow of the hole in the active layer 104 does not occur. However, when the light emitting device 100 according to the exemplary embodiment of the present invention has an increased current density for high power, electrons are supplied to the active layer 104 beyond the electron blocking layer 103 to recombine with the holes. Accordingly, the electron blocking layer 103 may be applied to implement a light emitting device for high power illumination, and may reduce the light efficiency resistance phenomenon.

상기 전자 차단층(103)은 AlXGa(1-X)N(0<X≤1)로 형성될 수 있으며, 전자의 공급을 크게 방해하지 않도록 10nm ~ 50nm의 두께를 가질 수 있다. The electron blocking layer 103 may be formed of Al X Ga (1-X) N (0 <X≤1), and may have a thickness of about 10 nm to about 50 nm so as not to significantly disturb the supply of electrons.

상기 활성층(104)은 전자 차단층(103) 상에 형성되며, 예를 들어 InxAlyGa1 -x-yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 물질을 포함하여 형성할 수 있으며, 양자 우물층을 가지는 단일 양자 우물 구조, 적어도 하나의 양자 우물층과 양자 장벽층이 교대로 배치되는 다중 양자 우물 구조(MQW : Multi Quantum Well), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 도 3 및 도 4에서는, 활성층(104)이 예를 들어 다중 양자 우물 구조(MQW)로 형성되는 것이 도시되었다. 여기서, 상기 활성층(104)을 구성하는 다중 양자 우물 구조(MQW)의 양자 장벽층은 전자 차단층(103)보다 낮은 밴드갭 에너지를 가질 수 있다. 이는 기 활성층(104)을 구성하는 다중 양자 우물 구조(MQW)의 양자 장벽층이 전자 차단층(103)보다 높은 밴드갭을 가지면 전자 차단층(103)에서 양자 장벽층으로 전자가 원활히 넘어갈 수 없기 때문이다.The active layer 104 is formed on the electron blocking layer 103, for example, In x Al y Ga 1 -xy N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1). A single quantum well structure having a quantum well layer, and a multi quantum well structure in which at least one quantum well layer and a quantum barrier layer are alternately arranged (MQW: Multi Quantum Well) The quantum dot structure or the quantum wire structure may be formed of any one. 3 and 4, it is shown that the active layer 104 is formed of, for example, a multi quantum well structure (MQW). Here, the quantum barrier layer of the multi quantum well structure (MQW) constituting the active layer 104 may have a lower band gap energy than the electron blocking layer 103. This is because if the quantum barrier layer of the multi-quantum well structure (MQW) constituting the active layer 104 has a higher bandgap than the electron blocking layer 103, electrons cannot be smoothly transferred from the electron blocking layer 103 to the quantum barrier layer. Because.

위와 같은 활성층(104)은 n형 도전형 반도체층(101) 및 p 도전형 반도체층(105)의 전자 및 정공의 재결합(recombination) 과정에서 발생되는 에너지에 의해 빛을 생성할 수 있다.The active layer 104 as described above may generate light by energy generated during the recombination of electrons and holes of the n-type conductive semiconductor layer 101 and the p-conductive semiconductor layer 105.

상기 p형 반도체층(105)은 활성층(104) 상에 형성되며, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다. 여기서, 상기 p형 도펀트의 도핑 농도는 1~5×1017cm3 일 수 있다. The p-type semiconductor layer 105 is formed on the active layer (104), In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x + y≤1) A semiconductor material having a compositional formula may be selected from, for example, InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN, and the like, and p-type dopants such as Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba may be doped. Here, the doping concentration of the p-type dopant may be 1 ~ 5 × 10 17 cm 3 .

상기 p형 전극(106)은 p형 반도체층(105) 상에 형성되며, 전극 역할을 위해 도전성 금속으로 형성된다. The p-type electrode 106 is formed on the p-type semiconductor layer 105, and is formed of a conductive metal to serve as an electrode.

상기 n형 전극(107)은 n형 반도체층(102) 중 기판(101)과 접하는 면의 반대 면 일측에 형성되며, 전극 역할을 위해 도전성 금속으로 형성된다. The n-type electrode 107 is formed on one side of the n-type semiconductor layer 102 opposite to the surface in contact with the substrate 101, and is formed of a conductive metal to serve as an electrode.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(100)는 n형 반도체층(102)과 활성층(104) 사이에 형성되는 전자 차단층(103)을 구비함으로써, 활성층(104)으로의 정공의 공급을 방해하지 않고 정공 주입 효율을 향상시키면서 정공보다 작은 질량을 가져 큰 이동도를 가지는 전자의 공급을 방해하게 할 수 있다. As described above, the light emitting device 100 according to the exemplary embodiment of the present invention includes the electron blocking layer 103 formed between the n-type semiconductor layer 102 and the active layer 104, thereby forming holes in the active layer 104. It is possible to hinder the supply of electrons having a large mobility by having a mass smaller than the hole while improving the hole injection efficiency without disturbing the supply of.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(100)는 활성층(104)으로의 전자와 정공의 공급 불균형을 감소시켜 발광 효율을 증가시킬 수 있으며, 광 효율 저하 현상(Efficiency droop)을 감소시켜 고출력 발광 소자, 예를 들어 고출력 수평 구조 발광 다이오드의 구현을 가능하게 할 수 있다.
Accordingly, the light emitting device 100 according to the embodiment of the present invention can increase the luminous efficiency by reducing the supply imbalance of electrons and holes to the active layer 104, and reduces the efficiency droop. It can enable the implementation of a high output light emitting device, for example a high output horizontal structure light emitting diode.

다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자(200)에 대해 설명하기로 한다. Next, a light emitting device 200 according to another embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램이다. 5 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an energy band diagram of the light emitting device shown in FIG.

본 발명의 다른 실시예에에 따른 발광 소자(200)는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(100)와 비교하여 언도프드(Un-doped) 반도체층(208)이 더 형성된 점만 다를뿐 동일한 구성을 가진다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에에 따른 발광 소자(200)에서는 언도프드 반도체층(208)에 대해서만 설명하기로 한다.The light emitting device 200 according to another embodiment of the present invention is different from the light emitting device 100 according to an embodiment of the present invention, except that an undoped semiconductor layer 208 is further formed. Has a configuration. Accordingly, in the light emitting device 200 according to another embodiment of the present invention, only the undoped semiconductor layer 208 will be described.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자(200)는 기판(101), n형 반도체층(102), 전자 차단층(103), 언도프드 반도체층(208), 활성층(104), p형 반도체층(105), p형 전극(106) 및 n형 전극(107)을 포함한다. 이러한 발광 소자(200)는 수평 구조 발광 다이오드를 구현할 수 있다. Referring to FIG. 5, a light emitting device 200 according to another embodiment of the present invention may include a substrate 101, an n-type semiconductor layer 102, an electron blocking layer 103, an undoped semiconductor layer 208, and an active layer ( 104, a p-type semiconductor layer 105, a p-type electrode 106 and an n-type electrode 107. The light emitting device 200 may implement a horizontal structure light emitting diode.

상기 언도프드 반도체층(208)은 전자 차단층(103)과 활성층(104) 사이에 형성되며, 예를 들어 언도프드 GaN(u-GaN)으로 형성될 수 있다. 상기 언도프드 반도체층(208)은 도 6에 도시된 바와 같이 전자 차단층(103)보다 낮은 밴드갭 에너지를 가진다. 상기 언도프드 반도체층(208)은 n형 반도체층(102)으로부터 활성층(104)으로 제공되는 전자의 공급을 추가적으로 방해하는 역할을 한다. 이러한 언도프드 반도체층(208)은 전자 차단층(103)과 함께 전자의 공급을 방해하여 활성층(104)으로의 전자와 정공의 공급 불균형을 감소시킴으로써 전자의 오버 플로우 또는 전류 누출을 방지하게 할 수 있다. 또한, 상기 언도프드 반도체층(208)은 활성층(104)과의 격자 상수의 차이를 줄여 층의 품질을 향상시킬 수 있다. 여기서, 상기 언도프드 반도체층(208)은 전자의 공급을 크게 방해하지 않도록 10nm ~ 50nm의 두께를 가질 수 있다. The undoped semiconductor layer 208 may be formed between the electron blocking layer 103 and the active layer 104, and may be formed of, for example, undoped GaN (u-GaN). The undoped semiconductor layer 208 has a lower bandgap energy than the electron blocking layer 103 as shown in FIG. 6. The undoped semiconductor layer 208 further interferes with the supply of electrons provided from the n-type semiconductor layer 102 to the active layer 104. The undoped semiconductor layer 208, together with the electron blocking layer 103, may block the supply of electrons to reduce the supply imbalance of electrons and holes to the active layer 104, thereby preventing electron overflow or current leakage. have. In addition, the undoped semiconductor layer 208 may improve the quality of the layer by reducing the difference in the lattice constant with the active layer 104. Here, the undoped semiconductor layer 208 may have a thickness of 10nm to 50nm so as not to significantly interfere with the supply of electrons.

상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자(200)는 전자 차단층(103)과 활성층(104) 사이에 형성되는 언도프드 반도체층(208)을 구비함으로써, 층의 품질을 향상시킬 수 있고 전자 차단층(103)과 함께 활성층(104)으로의 정공의 공급을 방해하지 않고 정공 주입 효율을 향상시키면서 정공보다 작은 질량을 가져 큰 이동도를 가지는 전자의 공급을 방해하게 할 수 있다. As described above, the light emitting device 200 according to another embodiment of the present invention includes an undoped semiconductor layer 208 formed between the electron blocking layer 103 and the active layer 104, thereby improving the quality of the layer. In addition, the hole blocking efficiency may be improved together with the electron blocking layer 103 without hindering the supply of holes to the active layer 104, thereby preventing the supply of electrons having a large mobility by having a mass smaller than the holes.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자(200)는 활성층(104)으로의 전자와 정공의 공급 불균형을 더욱 효과적으로 감소시켜 발광 효율을 증가시킬 수 있으며, 광 효율 저하 현상(Efficiency droop)을 감소시켜 고출력 발광 소자, 예를 들어 고출력 수평 구조 발광 다이오드의 구현을 가능하게 할 수 있다.
Therefore, the light emitting device 200 according to another embodiment of the present invention can more effectively reduce the supply imbalance of electrons and holes to the active layer 104 to increase the luminous efficiency, and reduces the light efficiency drop phenomenon. It can be reduced to enable the implementation of high power light emitting devices, for example high power horizontal structure light emitting diodes.

다음은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(300)에 대해 설명하기로 한다. Next, a light emitting device 300 according to another embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램이다. 7 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an energy band diagram of the light emitting device shown in FIG.

본 발명의 또다른 실시예에에 따른 발광 소자(300)는 본 발명의 일 실시예에에 따른 발광 소자(100)와 비교하여 언도프드(Un-doped) 반도체층(308)이 더 형성된 점만 다를뿐 동일한 구성을 가진다. 이에 따라, 본 발명의 또다른 실시예에에 따른 발광 소자(300)에서는 언도프드 반도체층(308)에 대해서만 설명하기로 한다.The light emitting device 300 according to another embodiment of the present invention differs only in that an undoped semiconductor layer 308 is further formed compared to the light emitting device 100 according to an embodiment of the present invention. Only have the same configuration. Accordingly, in the light emitting device 300 according to still another embodiment of the present invention, only the undoped semiconductor layer 308 will be described.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(300)는 기판(101), n형 반도체층(102), 언도프드 반도체층(308), 전자 차단층(103), 활성층(104), p형 반도체층(105), p형 전극(106) 및 n형 전극(107)을 포함한다. 이러한 발광 소자(300)는 수평 구조 발광 다이오드를 구현할 수 있다. Referring to FIG. 7, the light emitting device 300 according to another embodiment of the present invention may include a substrate 101, an n-type semiconductor layer 102, an undoped semiconductor layer 308, an electron blocking layer 103, and an active layer. 104, a p-type semiconductor layer 105, a p-type electrode 106 and an n-type electrode 107. The light emitting device 300 may implement a horizontal structure light emitting diode.

상기 언도프드 반도체층(308)은 n형 반도체층(102)와 전자 차단층(103) 사이에 형성되며, 예를 들어 언도프드 GaN층으로 형성될 수 있다. 상기 언도프드 반도체층(308)은 도 8 도시된 바와 같이 전자 차단층(103)보다 낮은 밴드갭 에너지를 가진다. 상기 언도프드 반도체층(308)은 n형 반도체층(102)으로부터 활성층(104)으로 제공되는 전자의 공급을 추가적으로 방해하는 역할을 한다. 이러한 언도프드 반도체층(38)은 전자 차단층(103)과 함께 전자의 공급을 방해하여 활성층(104)으로의 전자와 정공의 공급 불균형을 감소시킴으로써 전자의 오버 플로우 또는 전류 누출을 방지하게 할 수 있다. 또한, 상기 언도프드 반도체층(308)은 전자 차단층(103)과의 격자 상수의 차이를 줄여 층의 품질을 향상시킬 수 있다. 여기서, 상기 언도프드 반도체층(308)은 전자의 공급을 크게 방해하지 않도록 10nm ~ 50nm의 두께를 가질 수 있다.The undoped semiconductor layer 308 may be formed between the n-type semiconductor layer 102 and the electron blocking layer 103, and may be formed of, for example, an undoped GaN layer. As shown in FIG. 8, the undoped semiconductor layer 308 has a lower bandgap energy than the electron blocking layer 103. The undoped semiconductor layer 308 additionally interferes with the supply of electrons provided from the n-type semiconductor layer 102 to the active layer 104. The undoped semiconductor layer 38, together with the electron blocking layer 103, may block the supply of electrons to reduce the supply imbalance of electrons and holes to the active layer 104, thereby preventing electron overflow or current leakage. have. In addition, the undoped semiconductor layer 308 may improve the quality of the layer by reducing the difference in the lattice constant with the electron blocking layer 103. Here, the undoped semiconductor layer 308 may have a thickness of 10nm to 50nm so as not to significantly interfere with the supply of electrons.

상기와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(300)는 n형 반도체층(102)과 전자 차단층(103) 사이에 형성되는 언도프드 반도체층(308)을 구비함으로써, 층의 품질을 향상시킬 수 있고 전자 차단층(103)과 함께 활성층(104)으로의 정공의 공급을 방해하지 않고 정공 주입 효율을 향상시키면서 정공보다 작은 질량을 가져 큰 이동도를 가지는 전자의 공급을 방해하게 할 수 있다. As described above, the light emitting device 300 according to another embodiment of the present invention includes an undoped semiconductor layer 308 formed between the n-type semiconductor layer 102 and the electron blocking layer 103, thereby providing a quality of the layer. Can improve the hole injection efficiency without disturbing the supply of holes to the active layer 104 together with the electron blocking layer 103 and have a mass less than the holes to interfere with the supply of electrons having large mobility. Can be.

따라서, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(300)는 활성층(104)으로의 전자와 정공의 공급 불균형을 더욱 효과적으로 감소시켜 발광 효율을 증가시킬 수 있으며, 광 효율 저하 현상(Efficiency droop)을 감소시켜 고출력 발광 소자, 예를 들어 고출력 수평 구조 발광 다이오드의 구현을 가능하게 할 수 있다.
Therefore, the light emitting device 300 according to another embodiment of the present invention can more effectively reduce the supply imbalance of electrons and holes to the active layer 104 to increase the luminous efficiency, and the light efficiency drop phenomenon (Efficiency droop) It can be possible to implement a high output light emitting device, for example, a high output horizontal structure light emitting diode.

다음은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(400)에 대해 설명하기로 한다. Next, a light emitting device 400 according to another embodiment of the present invention will be described.

도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램이다. 9 is a cross-sectional view of a light emitting device according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an energy band diagram of the light emitting device shown in FIG. 9.

본 발명의 또다른 실시예에에 따른 발광 소자(400)는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(100)와 비교하여 전자 오버 플로우 방지층(electron overflow prevention layer: EOPL)(409)이 더 형성된 점만 다를뿐 동일한 구성을 가진다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에에 따른 발광 소자(400)에서는 전자 오버 플로우 방지층(409)에 대해서만 설명하기로 한다.In the light emitting device 400 according to another embodiment of the present invention, an electron overflow prevention layer (EOPL) 409 is further formed as compared to the light emitting device 100 according to an embodiment of the present invention. Only points are different and have the same configuration. Accordingly, in the light emitting device 400 according to another exemplary embodiment, only the electron overflow prevention layer 409 will be described.

도 9를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(400)는 기판(101), n형 반도체층(102), 전자 차단층(103), 활성층(104), 전자 오버 플로우 방지층(409), p형 반도체층(105), p형 전극(106) 및 n형 전극(107)을 포함한다. 이러한 발광 소자(400)는 수평 구조 발광 다이오드를 구현할 수 있다. 9, the light emitting device 400 according to another embodiment of the present invention may include a substrate 101, an n-type semiconductor layer 102, an electron blocking layer 103, an active layer 104, and an electron overflow prevention layer. 409, a p-type semiconductor layer 105, a p-type electrode 106, and an n-type electrode 107. The light emitting device 400 may implement a horizontal structure light emitting diode.

상기 전자 오버 플로우 방지층(409)은 활성층(104)과 p형 반도체층(105) 사이에 형성된다. 상기 전자 오버 플로우 방지층(409)은 전자 차단층(103)과 동일한 물질로 형성된다. 이러한 전자 오버 플로우 방지층(409)은 n형 반도체층(102)으로부터 활성층(104)으로 공급되는 전자가 활성층(104)에서 재결합되지 않고 p형 반도체층(105)으로 오버 플로우되는 것을 효과적으로 방지한다. 이에 따라, 전자 오버플로우 방지층(409)은 전자의 오버 플로우로 인해 활성층(104)에서 전자의 소모를 감소시켜 발광 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 여기서, 상기 전자 오버 플로우 방지층(409)은 n형 반도체층(102)의 밴드갭 에너지보다 크고 전자 차단층(103)의 밴드갭 에너지보다는 작은 밴드갭 에너지를 가진다.The electron overflow prevention layer 409 is formed between the active layer 104 and the p-type semiconductor layer 105. The electron overflow prevention layer 409 is formed of the same material as the electron blocking layer 103. The electron overflow prevention layer 409 effectively prevents electrons supplied from the n-type semiconductor layer 102 to the active layer 104 from overflowing to the p-type semiconductor layer 105 without recombination in the active layer 104. Accordingly, the electron overflow prevention layer 409 may reduce the consumption of electrons in the active layer 104 due to the overflow of electrons, thereby improving luminous efficiency of the light emitting device. Here, the electron overflow prevention layer 409 has a bandgap energy greater than the bandgap energy of the n-type semiconductor layer 102 and less than the bandgap energy of the electron blocking layer 103.

상기와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(400)는 활성층(104)과 p형 반도체층(105) 사이에 형성되는 전자 오버 플로우 방지층(409)을 구비함으로써, 전자 차단층(103)과 함께 활성층(104)으로의 정공의 공급을 최대한 방해하지 않고 정공 주입 효율을 향상시키면서 정공보다 작은 질량을 가져 큰 이동도를 가지는 전자의 공급을 방해하게 할 수 있으며 더불어 전자의 오버 플로우를 더욱 효과적으로 방지하게 할 수 있다.As described above, the light emitting device 400 according to another exemplary embodiment of the present invention includes an electron overflow prevention layer 409 formed between the active layer 104 and the p-type semiconductor layer 105, thereby preventing the electron blocking layer 103. ) And improve the hole injection efficiency without disturbing the supply of holes to the active layer 104 as much as possible to have a mass less than the hole to interfere with the supply of electrons having a large mobility, and to further increase the electron overflow Can be effectively prevented.

따라서, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(400)는 활성층(104)으로의 전자와 정공의 공급 불균형을 더욱 효과적으로 감소시켜 발광 효율을 증가시킬 수 있으며, 광 효율 저하 현상(Efficiency droop)을 감소시켜 고출력 발광 소자, 예를 들어 고출력 수평 구조 발광 다이오드의 구현을 가능하게 할 수 있다.
Therefore, the light emitting device 400 according to another embodiment of the present invention can increase the luminous efficiency by more effectively reducing the supply imbalance of electrons and holes to the active layer 104, the light efficiency drop phenomenon (Efficiency droop) It can be possible to implement a high output light emitting device, for example, a high output horizontal structure light emitting diode.

다음은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(500)에 대해서 설명하기로 한다. Next, a light emitting device 500 according to another embodiment of the present invention will be described.

도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.11 is a cross-sectional view of a light emitting device according to still another embodiment of the present invention.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(500)는 기판(501), p형 전극(502), p형 반도체층(503), 활성층(504), 전자 차당층(505), n형 반도체층(506) 및 n형 전극(507)을 포함한다. 이러한 발광 소자(500)는 수직 구조 발광 다이오드를 구현할 수 있다. The light emitting device 500 according to another exemplary embodiment of the present invention may include a substrate 501, a p-type electrode 502, a p-type semiconductor layer 503, an active layer 504, an electron difference layer 505, and an n-type semiconductor. Layer 506 and n-type electrode 507. The light emitting device 500 may implement a vertical structure light emitting diode.

상기 기판(501)은 발광 소자(500)의 지지체로서 작용한다. 상기 기판(501)은 p형 반도체층(503)에 절연성 물질로 형성되거나, 전류가 흐르도록 도전성 물질 예를 들어 Cu, Au, Ni, Mo, Cu-W 및 캐리어 웨이퍼(예를 들어, Si, Ge GaAs, ZnO, Sic 등) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The substrate 501 serves as a support of the light emitting device 500. The substrate 501 is formed of an insulating material in the p-type semiconductor layer 503, or a conductive material such as Cu, Au, Ni, Mo, Cu-W, and a carrier wafer (for example, Si, Ge GaAs, ZnO, Sic, etc.).

상기 p형 전극(502)은 기판(501)에 형성되며, n형 전극(507)과 함께 p형 반도체층(503)과 n형 반도체층(506)에 전압을 인가하도록 도전성 물질로 형성될 수 있다. 한편, 상기 p형 전극(502)은 상기 기판(501)이 도전성 물질로 형성되어 전극으로서의 역할을 하면 생략될 수도 있다. The p-type electrode 502 is formed on the substrate 501 and may be formed of a conductive material to apply a voltage to the p-type semiconductor layer 503 and the n-type semiconductor layer 506 together with the n-type electrode 507. have. On the other hand, the p-type electrode 502 may be omitted if the substrate 501 is formed of a conductive material to serve as an electrode.

상기 p형 반도체층(503)은 기판(501) 상에, 더 구체적으로는 p형 전극(502) 상에 형성되며, 도 2의 p형 반도체층(105)과 동일한 물질로 형성되며 동일한 역할을 하므로 중복된 설명을 생략하기로 한다. The p-type semiconductor layer 503 is formed on the substrate 501, more specifically, on the p-type electrode 502, formed of the same material as the p-type semiconductor layer 105 of FIG. Therefore, duplicate descriptions will be omitted.

상기 활성층(504)은 p형 반도체층(503) 상에 형성되며, 도 2의 활성층(104)과 동일한 물질로 형성되며 동일한 역할을 하므로 중복된 설명을 생략하기로 한다. Since the active layer 504 is formed on the p-type semiconductor layer 503 and is formed of the same material as the active layer 104 of FIG. 2 and plays the same role, redundant descriptions thereof will be omitted.

상기 전자 차단층(505)은 활성층(504) 상에 형성되며, 도 2의 전자 차단층(103)과 동일한 물질로 형성되며 동일한 역할을 하므로 중복된 설명을 생략하기로 한다.The electron blocking layer 505 is formed on the active layer 504, and is formed of the same material as the electron blocking layer 103 of FIG.

상기 n형 반도체층(506)은 전자 차단층(505) 상에 형성되며, 도 2의 n형 반도체층(102)과 동일한 물질로 형성되며 동일한 역할을 하므로 중복된 설명을 생략하기로 한다.The n-type semiconductor layer 506 is formed on the electron blocking layer 505, and is formed of the same material as the n-type semiconductor layer 102 of FIG.

상기 n형 전극(507)은 n형 반도체층(506) 상에 형성되며, 도 2의 n형 전극(107)과 동일한 물질로 형성되며 동일한 역할을 하므로 중복된 설명을 생략하기로 한다.Since the n-type electrode 507 is formed on the n-type semiconductor layer 506, and formed of the same material as the n-type electrode 107 of FIG. 2 and play the same role, redundant description thereof will be omitted.

상기와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(500)는 n형 반도체층(506)과 활성층(504) 사이에 형성되는 전자 차단층(505)을 구비함으로써, 활성층(504)으로의 정공의 공급을 방해하지 않고 정공 주입 효율을 향상시키면서 정공보다 작은 질량을 가져 큰 이동도를 가지는 전자의 공급을 방해하게 할 수 있다. As described above, the light emitting device 500 according to another exemplary embodiment of the present invention includes the electron blocking layer 505 formed between the n-type semiconductor layer 506 and the active layer 504, thereby providing the active layer 504. It is possible to hinder the supply of electrons having a large mobility by having a mass smaller than the hole while improving the hole injection efficiency without disturbing the supply of holes.

따라서, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 소자(500)는 활성층(504)으로의 전자와 정공의 공급 불균형을 감소시켜 발광 효율을 증가시킬 수 있으며, 광 효율 저하 현상(Efficiency droop)을 감소시켜 고출력 발광 소자, 예를 들어 고출력 수직 구조 발광 다이오드의 구현을 가능하게 할 수 있다.Accordingly, the light emitting device 500 according to another embodiment of the present invention can increase the luminous efficiency by reducing the supply imbalance of electrons and holes to the active layer 504, and reduce the efficiency droop. It is possible to implement a high output light emitting device, for example, a high output vertical structure light emitting diode.

한편 도시하진 않았지만, 도 11의 발광 소자(500)는 활성층(504)과 p형 반도체층(503) 사이에 도 9의 오버 플로우 방지층(409)을 형성하여 구성될 수 있다.Although not shown, the light emitting device 500 of FIG. 11 may be formed by forming the overflow prevention layer 409 of FIG. 9 between the active layer 504 and the p-type semiconductor layer 503.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent arrangements may be made therein It will be possible.

100, 200, 300, 400, 500: 발광 소자 101, 501: 기판
102, 507: n형 전극 103, 505: 전자 차단층
104, 504: 활성층 105, 503: p형 반도체층
106, 502: p형 전극 107, 507: n형 전극
409: 전자 오버 플로우 방지층
100, 200, 300, 400, 500: light emitting element 101, 501: substrate
102, 507: n-type electrode 103, 505: electron blocking layer
104, 504: active layer 105, 503: p-type semiconductor layer
106, 502: p-type electrode 107, 507: n-type electrode
409: electronic overflow protection layer

Claims (21)

기판;
상기 기판 상에 형성되는 n형 반도체층;
상기 n형 반도체층 상에 형성되는 반도체층인 전자 차단층;
상기 전자 차단층 상에 형성되는 활성층; 및
상기 활성층 상에 형성되는 p형 반도체층을 포함하는 발광 소자로서,
상기 n형 반도체층과 상기 전자 차단층 사이에 형성되는 언도프드 반도체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
Board;
An n-type semiconductor layer formed on the substrate;
An electron blocking layer, which is a semiconductor layer formed on the n-type semiconductor layer;
An active layer formed on the electron blocking layer; And
A light emitting device comprising a p-type semiconductor layer formed on the active layer,
And a undoped semiconductor layer formed between the n-type semiconductor layer and the electron blocking layer.
제 1 항에 있어서,
상기 전자 차단층은 상기 n형 반도체층보다 높은 밴드갭 에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 1,
The electron blocking layer has a higher band gap energy than the n-type semiconductor layer.
제 1 항에 있어서,
상기 전자 차단층은 AlXGa(1-X)N(0<X≤1)로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 1,
The electron blocking layer is formed of Al X Ga (1-X) N (0 < X ≤ 1).
제 1 항에 있어서,
상기 전자 차단층은 10nm ~ 50nm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 1,
The electron blocking layer has a thickness of 10nm ~ 50nm.
제 1 항에 있어서,
상기 활성층은 적어도 하나의 양자 우물층과 양자 장벽층이 교대로 배치되어 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 1,
The active layer is a light emitting device, characterized in that formed by alternating at least one quantum well layer and the quantum barrier layer.
제 1 항에 있어서,
상기 p형 반도체층 상에 형성되는 p형 전극; 및
상기 n형 반도체층 중 상기 기판과 접하는 면의 반대 면 일측에 형성되는 n형 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 1,
A p-type electrode formed on the p-type semiconductor layer; And
The n-type semiconductor layer further comprises an n-type electrode formed on one side of the opposite surface of the n-type semiconductor layer in contact with the substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 전자 차단층과 상기 활성층 사이에 형성되는 언도프드 반도체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 1,
And a undoped semiconductor layer formed between the electron blocking layer and the active layer.
삭제delete 제 7 항에 있어서,
상기 언도프드 반도체층은 상기 전자 차단층보다 낮은 밴드갭 에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 7, wherein
The undoped semiconductor layer has a lower band gap energy than the electron blocking layer.
제 7 항에 있어서,
상기 언도프드 반도체층은 10nm ~ 50nm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 7, wherein
The undoped semiconductor layer has a thickness of 10nm to 50nm.
제 2 항에 있어서,
상기 활성층과 상기 p형 반도체층 사이에 형성되는 전자 오버 플로우 방지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
3. The method of claim 2,
And an electron overflow prevention layer formed between the active layer and the p-type semiconductor layer.
기판;
상기 기판 상에 형성되는 n형 반도체층;
상기 n형 반도체층 상에 형성되는 반도체층인 전자 차단층;
상기 전자 차단층 상에 형성되는 활성층; 및
상기 활성층 상에 형성되는 p형 반도체층을 포함하는 발광 소자로서,
상기 활성층과 상기 p형 반도체층 사이에 형성되는 전자 오버 플로우 방지층을 더 포함하며,
상기 오버 플로우 방지층의 밴드갭 에너지는 상기 n형 반도체층의 밴드갭 에너지보다 크고 전자 차단층의 밴드갭 에너지보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 소자.
Board;
An n-type semiconductor layer formed on the substrate;
An electron blocking layer, which is a semiconductor layer formed on the n-type semiconductor layer;
An active layer formed on the electron blocking layer; And
A light emitting device comprising a p-type semiconductor layer formed on the active layer,
Further comprising an electron overflow prevention layer formed between the active layer and the p-type semiconductor layer,
The band gap energy of the overflow prevention layer is greater than the band gap energy of the n-type semiconductor layer and less than the band gap energy of the electron blocking layer.
기판;
상기 기판 상에 형성되는 p형 반도체층;
상기 p형 반도체층 상에 형성되는 활성층;
상기 활성층 상에 형성되는 반도체층인 전자 차단층; 및
상기 전자 차단층 상에 형성되는 n형 반도체층을 포함하는 발광 소자로서,
상기 n형 반도체층과 상기 전자 차단층 사이에 형성되는 언도프드 반도체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
Board;
A p-type semiconductor layer formed on the substrate;
An active layer formed on the p-type semiconductor layer;
An electron blocking layer, which is a semiconductor layer formed on the active layer; And
A light emitting device comprising an n-type semiconductor layer formed on the electron blocking layer,
And a undoped semiconductor layer formed between the n-type semiconductor layer and the electron blocking layer.
제 13 항에 있어서,
상기 전자 차단층은 상기 n형 반도체층보다 높은 밴드갭 에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 13,
The electron blocking layer has a higher band gap energy than the n-type semiconductor layer.
제 13 항에 있어서,
상기 전자 차단층은 AlXGa(1-X)N(0<X≤1)로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 13,
The electron blocking layer is formed of Al X Ga (1-X) N (0 < X ≤ 1).
제 13 항에 있어서,
상기 전자 차단층은 10nm ~ 50nm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 13,
The electron blocking layer has a thickness of 10nm ~ 50nm.
제 13 항에 있어서,
상기 활성층은 적어도 하나의 양자 우물층과 양자 장벽층이 교대로 배치되어 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 13,
The active layer is a light emitting device, characterized in that formed by alternating at least one quantum well layer and the quantum barrier layer.
제 13 항에 있어서,
상기 n형 반도체층 상에 형성되는 n형 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 13,
And an n-type electrode formed on the n-type semiconductor layer.
제 18 항에 있어서,
상기 p형 반도체층과 기판 사이에 개재되는 p형 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 18,
Light emitting device further comprises a p-type electrode interposed between the p-type semiconductor layer and the substrate.
제 13 항에 있어서,
상기 활성층과 상기 p형 반도체층 사이에 형성되는 전자 오버 플로우 방지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
The method of claim 13,
And an electron overflow prevention layer formed between the active layer and the p-type semiconductor layer.
기판;
상기 기판 상에 형성되는 p형 반도체층;
상기 p형 반도체층 상에 형성되는 활성층;
상기 활성층 상에 형성되는 반도체층인 전자 차단층; 및
상기 전자 차단층 상에 형성되는 n형 반도체층을 포함하는 발광 소자로서,
상기 활성층과 상기 p형 반도체층 사이에 형성되는 전자 오버 플로우 방지층을 더 포함하며,
상기 오버 플로우 방지층의 밴드갭 에너지는 상기 n형 반도체층의 밴드갭 에너지보다 크고 상기 전자 차단층의 밴드갭 에너지보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 소자.
Board;
A p-type semiconductor layer formed on the substrate;
An active layer formed on the p-type semiconductor layer;
An electron blocking layer, which is a semiconductor layer formed on the active layer; And
A light emitting device comprising an n-type semiconductor layer formed on the electron blocking layer,
Further comprising an electron overflow prevention layer formed between the active layer and the p-type semiconductor layer,
The band gap energy of the overflow prevention layer is greater than the band gap energy of the n-type semiconductor layer and less than the band gap energy of the electron blocking layer.
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