KR101377969B1 - 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로 특히, 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자에 있어서, 알루미늄을 포함하는 질화물 반도체로 이루어지는 제 1전도성 반도체층; 상기 제 1전도성 반도체층 상에 위치하고, 알루미늄을 포함하는 질화물 반도체로 이루어지는 제 2전도성 반도체층; 및 상기 제 1전도성 반도체층과 제 2전도성 반도체층 사이에 위치하고, 질화물계 반도체를 포함하는 활성층을 포함하여 구성되고, 상기 활성층은 다수의 양자 장벽층 및 다수의 양자 우물층을 포함하며, 상기 다수의 양자 우물층은 상기 제 1전도성 반도체층에 근접하고, 양자 우물층들 중에서 두께가 가장 두꺼운 제 1양자 우물층을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자 {Nitride semiconductor light emitting device emitting UV light}
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로 특히, 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다.
질화 갈륨(GaN)으로 대표되는 질화물계 화합물 반도체(Nitride Compound Semiconductor)는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭(0.8 ~ 6.2 eV)을 가지고 있어, LED를 포함한 고출력 전자부품 소자 개발 분야에서 많은 주목을 받아왔다.
이에 대한 이유 중 하나는 GaN이 타 원소들(인듐(In), 알루미늄(Al) 등)과 조합되어 녹색, 청색 및 백색광을 방출하는 반도체 층들을 제조할 수 있기 때문이다.
이와 같이 방출 파장을 조절할 수 있기 때문에 특정 장치 특성에 맞추어 재료의 특징들에 맞출 수 있다. 예를 들어, GaN를 이용하여 광 기록에 유익한 청색 LED와 백열등을 대치할 수 있는 백색 LED를 만들 수 있다.
따라서, 현재 질화물계 반도체는 청색/녹색 레이저 다이오드와 발광 다이오드(LED)의 제작에 기본물질로 사용되고 있다. 특히 고출력 LED는 백색 조명용 광원으로 주목받고 있어 앞으로 LED 조명으로서의 응용이 더욱 확대될 것으로 예상된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 캐리어 주입 효율을 향상시킴으로써 내부 양자 효율을 향상시킬 수 있는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자를 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은, 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자에 있어서, 알루미늄을 포함하는 질화물 반도체로 이루어지는 제 1전도성 반도체층; 상기 제 1전도성 반도체층 상에 위치하고, 알루미늄을 포함하는 질화물 반도체로 이루어지는 제 2전도성 반도체층; 및 상기 제 1전도성 반도체층과 제 2전도성 반도체층 사이에 위치하고, 질화물계 반도체를 포함하는 활성층을 포함하여 구성되고, 상기 활성층은 다수의 양자 장벽층 및 다수의 양자 우물층을 포함하며, 상기 다수의 양자 우물층은 상기 제 1전도성 반도체층에 근접하고, 양자 우물층들 중에서 두께가 가장 두꺼운 제 1양자 우물층을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.
먼저, 활성층의 구조에 있어서, 정공(hole)이 주입될 p-형 반도체층에 근접한 양자 우물층의 두께가 가장 크고, 그 다음에 위치하는 양자 우물층으로 정공이 넘어갈 양자 장벽층의 두께를 작게 함으로써 정공 주입이 용이하게 이루어질 수 있다.
이는, 다중 양자 우물 구조의 캐리어 주입에 있어서, 정공의 이동도가 전자에 배하여 상대적으로 낮으므로 인해 발생할 수 있는, 정공 주입의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 이러한 구조는, 자외선 발광 소자에 있어서, 높은 관통 전위(threading dislocation) 밀도, 도펀트의 도핑 한계와 같은 현상과 관계하여 발생하는 정공 주입 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
더욱이, 이러한 구조는, 정공 주입 효율 저하의 원인 중 하나인 질화물계 반도체의 분극 현상으로 인해 형성된 전기장이 왜곡시킨 에너지 밴드가 캐리어의 밀도를 감소시키는 현상을 해결할 수도 있다.
결국, 상술한 구조에 의하여, 각 양자 우물층에 상대적으로 균일하게 전자와 정공이 배치될 수 있고, 이로 인하여 재결합(recombination) 확률이 높아지게 되어, 궁극적으로 내부 양자 효율이 향상될 수 있다.
따라서, 상대적으로 주입 전류를 낮출 수 있고, 자외선 발광 효율을 한층 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.
도 1은 질화물 반도체 발광 소자의 기본 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 활성층의 제 1예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 활성층의 제 2예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 활성층의 제 3예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 활성층의 제 4예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 3에 대응되는 전산 모사 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 4에 대응되는 전산 모사 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 5에 대응되는 전산 모사 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 질화물 반도체 발광 소자의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 10은 질화물 반도체 발광 소자의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 질화물 반도체 발광 소자의 기본 구조는, 제 1전도성 반도체층(300, 400)과 제 2전도성 반도체층(100) 사이에 활성층(200)을 포함하는 다이오드 구조를 포함한다.
활성층(200)은 양자 장벽층(210)과 양자 우물층(220)을 포함할 수 있는데, 하나의 양자 우물층(220)이 구비될 수 있으나, 보통, 적어도 2쌍 이상의 다수의 양자 장벽층(210)과 양자 우물층(220)이 구비될 수 있다.
또한, 양자 장벽층(210)과 양자 우물층(220)의 개수는 서로 다를 수 있다. 즉, 양자 장벽층(210) 사이에 양자 우물층(220)이 위치하는 비대칭적인 구조를 가질 수도 있다.
도 1에서는 기판과 그 외의 구조가 생략된 상태를 도시하고 있으며, 이러한 전체 발광 소자의 구조는 추후 설명한다.
자외선을 발광하는 질화물 반도체 발광 소자의 경우에는, 알루미늄(Al)을 포함하는 전도성 반도체층이 이용될 수 있다. 즉, 제 1전도성 반도체층(300, 400)과 제 2전도성 반도체층(100)은 알루미늄을 포함하는 질화물 반도체로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 제 1전도성 반도체층(300, 400)과 제 2전도성 반도체층(100)은 알루미늄 질화 갈륨(AlGaN), 알루미늄 인듐 질화 갈륨(AlInGaN) 및 질화 알류미늄(AlN) 중 어느 하나의 반도체 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 양자 장벽층(210)과 양자 우물층(220)은 질화 갈륨(GaN), 알루미늄 질화 갈륨(AlGaN), 알루미늄 인듐 질화 갈륨(AlInGaN) 및 질화 알류미늄(AlN) 중 어느 하나의 반도체 물질로 이루어질 수 있다.
이러한 활성층(200)을 가지는 발광 소자의 발광 파장은 200 nm 내지 320 nm일 수 있다.
예를 들어, 200 nm의 파장의 빛을 발광하기 위한 양자 우물층(220)의 알루미늄(Al) 조성은 100%가 될 수 있어 AlN 물질이 이용될 수 있고, 320 nm의 파장의 빛을 발광하기 위한 양자 우물층(220)의 Al 조성은 대략 갈륨(Ga) 대비 10%가 이용될 수 있다.
또한, 280 nm 파장을 발광하기 위한 양자 우물층(220)의 Al 조성은 대략 Ga 대비 40 내지 45%를 가질 수 있다. 이 경우는 양자 우물층(220)의 두께가 3 nm 내지 4 nm인 경우의 예이며, 양자 우물층(220)의 두께에 따라 Al 조성이 달라질 수도 있다.
예를 들어, 280 nm 파장을 발광하는 경우에도 양자 우물층(220)의 두께 변화에 따라 20% 내지 30%의 Al 조성이 이용될 수도 있다.
양자 장벽층(210)의 Al 조성은 양자 우물층(220)과의 밴드 오프셋(band offset)을 대략 0.3 eV 정도로 설정되도록 하며, 경우에 따라 이보다 클 수 있다. 이 경우, 양자 장벽층(210)의 Al 조성은 보통 양자 우물층(220)의 Al 조성보다 대략 10%의 조성이 더 클 수 있다.
즉, Al 조성이 0%인 GaN의 경우로부터 Al 조성이 100%인 AlN의 밴드갭(band gap) 분포가 3.4eV 내지 6eV라면, 양자 장벽층(210)은 대략 10%의 차이인 0.25eV 내지 0.3eV가 더 큰 Al 조성을 가질 수 있다.
도 2에서는 활성층(200)의 일례로서, 3쌍의 양자 장벽층(210)과 양자 우물층(220)이 구비된 예를 도시하고 있다. 이러한 활성층(200)은 제 1전도성 반도체층(300)과 제 2전도성 반도체층(100) 사이에 위치하며, 이하, 제 1전도성 반도체층(300)은 p-형 반도체층(300)이고, 제 2전도성 반도체층(100)은 n-형 반도체층(100)인 예로 설명한다.
도 2에서, n-형 반도체층(100)과 양자 우물층(220)이 접하는 예를 도시하고 있으나, n-형 반도체층(100)과 양자 우물층(220) 사이에 양자 장벽층(210)이 더 구비될 수도 있다.
이러한 양자 장벽층(210)은 통상적으로 양자 우물층(220)보다 두꺼운 구조를 가질 수 있고, 도 2에서와 같이, 각각의 양자 장벽층(210)과 양자 우물층(220)은 서로 같은 두께를 가질 수 있다. 도 2에서는 양자 장벽층(210)이 5 nm의 두께를 가지고 양자 우물층(220)은 3 nm의 두께를 가지는 예를 도시하고 있다.
한편, 도 3에서와 같이, 양자 우물층(220)의 두께가 변화를 가지도록 하여, 비대칭적인 활성층(200)의 구조를 이룰 수 있다. 여기서, 양자 장벽층(210)은 동일한 두께를 가질 수 있다.
예를 들어, p-형 반도체층(300)에 근접한 부분에 두께가 가장 두꺼운 제 1양자 우물층(221)이 구비될 수 있다.
그리고 이 제 1양자 우물층(221)과 n-형 반도체층(100) 사이에는 이 제 1양자 우물층(221)보다 얇은 두께를 가지는 양자 우물층(222, 223)이 위치할 수 있다.
즉, 도 3에서와 같이, p-형 반도체층(300)에서 점점 멀어질수록 두께가 얇아지는 제 2양자 우물층(222)과 제 3양자 우물층(223)을 포함할 수 있다.
따라서, 양자 우물층(221, 222, 223)들은 p-형 반도체층(300)에 근접할수록 그 두께가 두꺼워질 수 있다. 그 예로서, 제 1양자 우물층(221)의 두께는 4 nm, 제 2양자 우물층(222)의 두께는 3 nm이며, 제 3양자 우물층(223)의 두께는 2 nm가 될 수 있다.
이때, 가장 두꺼운 두께를 가지는 제 1양자 우물층(221)의 두께는 전체 양자 우물층의 두께의 평균보다 130% 이상의 두께를 가질 수 있다.
도 4에서는, 양자 우물층(220)의 두께는 서로 동일하나, 양자 장벽층(210)의 두께가 변화하는 활성층(200)의 구조를 도시하고 있다. 여기서, 양자 우물층(220)은 동일한 두께를 가질 수 있다.
예를 들어, n-형 반도체층(100)에 근접한 부분에 두께가 가장 두꺼운 제 1양자 장벽층(211)이 구비될 수 있다.
그리고 이 제 1양자 장벽층(211)과 p-형 반도체층(300) 사이에는 이 제 1양자 장벽층(211)보다 얇은 두께를 가지는 양자 장벽층(212, 213)이 위치할 수 있다.
즉, 도 4에서와 같이, n-형 반도체층(300)에서 점점 멀어질수록 두께가 얇아지는 제 2양자 장벽층(212)과 제 3양자 장벽층(213)을 포함할 수 있다.
따라서, 양자 장벽층(211, 212, 213)들은 n-형 반도체층(100)에 근접할수록 그 두께가 두꺼워질 수 있다. 그 예로서, 제 1양자 장벽층(211)의 두께는 7 nm, 제 2양자 장벽층(212)의 두께는 5 nm이며, 제 3양자 장벽층(213)의 두께는 3 nm가 될 수 있다.
이때, 가장 얇은 두께를 가지는 제 3양자 장벽층(213)의 두께는 전체 양자 장벽층의 두께의 평균보다 60% 이하의 두께를 가질 수 있다.
한편, 도 5에서와 같이, 양자 장벽층(210)과 양자 우물층(220)의 두께가 함께 변화를 가지도록 하여, 비대칭적인 활성층(200)의 구조를 이룰 수도 있다.
즉, 양자 우물층(221, 222, 223)들은, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, p-형 반도체층(300)에 근접할수록 그 두께가 두꺼워질 수 있다. 그 예로서, 제 1양자 우물층(221)의 두께는 4 nm, 제 2양자 우물층(222)의 두께는 3 nm이며, 제 3양자 우물층(223)의 두께는 2 nm가 될 수 있다.
또한, 양자 장벽층(211, 212, 213)들은, 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, n-형 반도체층(100)에 근접할수록 그 두께가 두꺼워질 수 있다. 그 예로서, 제 1양자 장벽층(211)의 두께는 7 nm, 제 2양자 장벽층(212)의 두께는 5 nm이며, 제 3양자 장벽층(213)의 두께는 3 nm가 될 수 있다.
따라서, p-형 반도체층(300) 측에서, 양자 장벽층(213)의 두께는 가장 얇고 양자 우물층(221)의 두께는 가장 두꺼운 구조를 가질 수 있다.
즉, 정공(hole)이 주입될 p-형 반도체층(300)에 근접한 양자 우물층(221)의 두께가 가장 크고, 그 다음에 위치하는 양자 우물층(222)으로 정공이 넘어갈 양자 장벽층(213)의 두께를 작게 함으로써 정공 주입이 용이하게 이루어질 수 있다.
이는, 다중 양자 우물 구조의 캐리어 주입에 있어서, 정공의 이동도가 전자에 배하여 상대적으로 낮으므로 인해 발생할 수 있는, 정공 주입의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 이러한 구조는, 자외선 발광 소자에 있어서, 높은 관통 전위(threading dislocation) 밀도, 도펀트의 도핑 한계와 같은 현상과 관계하여 발생하는 정공 주입 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
더욱이, 이러한 구조는, 정공 주입 효율 저하의 원인 중 하나인 질화물계 반도체의 분극 현상으로 인해 형성된 전기장이 왜곡시킨 에너지 밴드가 캐리어의 밀도를 감소시키는 현상을 해결할 수도 있다.
결국, 상술한 구조에 의하여, 각 양자 우물층(221, 222, 223)에 상대적으로 균일하게 전자와 정공이 배치될 수 있고, 이로 인하여 재결합(recombination) 확률이 높아지게 되어, 궁극적으로 내부 양자 효율이 향상될 수 있다.
따라서, 상대적으로 주입 전류를 낮출 수 있고, 자외선 발광 효율을 한층 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.
도 6 내지 도 8은 위에서 설명한 구조에 의한 전산 모사의 결과를 나타내고 있다.
도 6은 도 3에 대응하는 전산 모사로서, 양자 장벽층(210)의 두께는, 예를 들어, 5 nm로 고정시키고, 양자 우물층(221, 222, 23)의 두께를 각각 변화시킨 예의 결과를 나타내고 있다.
즉, 양자 우물층(210)의 두께를, 예를 들어, 3 nm로 고정시킨 예에 대비하여, p-형 반도체층(300)에 근접할수록 두께가 증가된 예를 대비하여 전산 모사의 결과를 나타내고 있다.
여기서, 양자 우물층(221, 222, 223)의 두께의 예가, 각각, 2 nm, 3 nm, 4 nm로 증가하는 예와, 1 nm, 1 nm, 7 nm로 증가하는 예를 함께 설명하고 있다.
도시하는 바와 같이, p-형 반도체층(300) 측에 근접한 양자 우물층(221)의 두께가 증가할수록 내부 양자 효율이 증가하는 결과를 나타낸다.
도 7은 도 4에 대응하는 전산 모사로서, 양자 우물층(220)의 두께는, 예를 들어, 3 nm로 고정시키고, 양자 장벽층(211, 212, 213)의 두께를 각각 변화시킨 예의 결과를 나타내고 있다.
즉, 양자 장벽층(220)의 두께를, 예를 들어, 5 nm로 고정시킨 예에 대비하여, p-형 반도체층(300)에 근접할수록 두께가 감소된 예를 대비하여 전산 모사의 결과를 나타내고 있다.
여기서, 양자 장벽층(211, 212, 213)의 두께의 예가, 각각, 7 nm, 5 nm, 3 nm로 감소하는 예와, 7 nm, 7 nm, 1 nm로 감소하는 예를 함께 설명하고 있다.
도시하는 바와 같이, p-형 반도체층(300) 측에 근접한 양자 장벽층(213)의 두께가 감소할수록 내부 양자 효율이 증가하는 결과를 나타낸다.
도 8은 도 5에 대응하는 전산 모사로서, 양자 우물층(221, 222, 223)의 두께와 양자 장벽층(211, 212, 213)의 두께를 각각 변화시킨 예의 결과를 나타내고 있다.
즉, 양자 장벽층(210)의 두께를, 예를 들어, 5 nm로 고정시키고, 양자 우물층(220)의 두께를, 예를 들어, 3 nm로 고정시킨 예에 대비하여, p-형 반도체층(300)에 근접할수록 양자 우물층(220)의 두께가 증가하고 양자 장벽층(210)의 두께가 감소된 예에 대하여 전산 모사의 결과를 나타내고 있다.
여기서, 양자 장벽층(211, 212, 213)의 두께의 예가, 각각, 7 nm, 5 nm, 3 nm로 감소하는 예와, 7 nm, 7 nm, 1 nm로 감사하는 예와 함께, 양자 우물층(221, 222, 223)의 두께의 예가, 각각, 2 nm, 3 nm, 4 nm로 증가하는 예와, 1 nm, 1 nm, 7 nm로 증가하는 예를 조합한 예에 대한 전산 모사의 결과이다.
도시하는 바와 같이, p-형 반도체층(300) 측에 근접한 양자 장벽층(213)의 두께가 감소할수록, 그리고, p-형 반도체층(300) 측에 근접한 양자 우물층(221)의 두께가 증가할수록 내부 양자 효율이 증가하는 결과를 나타내고 있다.
도 9 및 도 10에서는, 위에서 설명한 바와 같은 반도체 구조를 가지는 발광 소자의 예를 도시하고 있다. 도 9에서는 수평형 발광 소자의 구조의 예를, 그리고, 도 10에서는 수직형 발광 소자의 구조의 예를 나타내고 있다.
먼저, 도 9를 참조하여 설명하면, 기판(500) 상에 위에서 설명한 반도체 구조 및 금속 구조를 나타내고 있다.
기판(500)은 이러한 다이오드 구조를 포함하는 질화물 반도체를 성장시키기 위한 성장 기판으로서, 사파이어, 실리콘 카바이드(SiC), 스피넬 등의 기판이 이용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
경우에 따라, 패턴을 가지는 사파이어 기판(PSS; patterned sapphire substrate)이 이용될 수도 있다. 이러한 패턴을 가지는 사파이어 기판은 발광 소자의 광 추출 구조를 향상시킬 수 있다.
기판(500)과 n-형 반도체층(100) 사이에는 버퍼층(510)이 더 포함될 수 있으며, 이러한 버퍼층(510)은 결함 완화층과 핵층(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
이 중에서, 핵층은 기판(500) 상에서 저온으로 성장되어 기판(500) 상에 성장 핵을 형성할 수 있고, 이러한 성장 핵을 통하여 질화물 반도체가 안정적으로 성장될 수 있도록 도울 수 있다. 이러한 핵층은 AlN으로 형성될 수 있으며, 대략 25 nm의 두께로 형성될 수 있다.
결함 완화층은 이러한 핵층 상에서 상대적으로 고온으로 성장될 수 있으며, 기판(500)과 n-형 반도체층(100) 사이에 전위(dislocation)와 같은 결함의 발생을 완화시키기 위하여 형성될 수 있다.
또한, 발광 소자는, n-형 반도체층(100)의 일부가 드러나도록 하는 개구부를 가지며, 이 개구부에 n-형 반도체층(100)과 전기적으로 연결되는 n-형 전극(700)이 위치하는 구조를 가질 수 있다.
한편, p-형 반도체층(300, 400) 상에는 투명 전극(610)이 위치하고, 이 투명 전극(610) 상에는 p-형 전극(600)이 위치하여, 이 투명 전극(610)과 p-형 전극(600)은 p-형 반도체층(400)과 전기적으로 연결된다.
이러한 n-형 반도체층(100)과 p-형 반도체층(300, 400) 사이에는 위에서 설명한 구조를 가지는 양자 장벽층(210)과 양자 우물층(220)을 포함하는 활성층(200)이 위치한다.
도 10은 위에서 설명한 활성층(200)을 포함하는 수직형 발광 소자의 예를 도시하고 있다.
이러한 수직형 발광 소자는, 전도성 기판(520) 상에 p-형 반도체층(400, 300), 양자 장벽층(210) 및 양자 우물층(220)을 포함하는 활성층(200), 및 n-형 반도체층(100)을 포함하는 반도체 구조가 위치한다. 또한, 이러한 반도체 구조를 보호하는 패시베이션층(800)이 구비될 수 있다.
전도성 기판(520)이 반도체를 포함하는 경우에는, 전도성 기판(520)과 금속 구조의 전기적 접합을 위한 오믹 금속층(530)을 더 포함할 수 있다.
p-형 반도체층(400, 300)의 하측에는 p-형 전극(620)이 위치하고, n-형 반도체층(100) 상에는 n-형 전극(710)이 위치한다.
이러한 p-형 전극(620)과 전도성 기판(520)은 솔더층(900)에 의하여 접합되는데, 이러한 솔더층(900)과 p-형 전극(620) 사이에는 확산 방지층(910)이 더 구비될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: n-형 반도체층 200: 활성층
210, 211, 212, 213: 양자 장벽층 220, 221, 222, 223: 양자 우물층
300, 400: p-형 반도체층 500: 기판
600, 620: p-형 전극 610: 투명 전극
700, 710: n-형 전극 800: 패시베이션층
900: 솔더층 910: 확산방지층

Claims (12)

  1. 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자에 있어서,
    알루미늄을 포함하는 질화물 반도체로 이루어지는 제 1전도성 반도체층;
    상기 제 1전도성 반도체층 상에 위치하고, 알루미늄을 포함하는 질화물 반도체로 이루어지는 제 2전도성 반도체층; 및
    상기 제 1전도성 반도체층과 제 2전도성 반도체층 사이에 위치하고, 질화물계 반도체를 포함하는 활성층을 포함하여 구성되고,
    상기 활성층은 다수의 양자 장벽층 및 다수의 양자 우물층을 포함하며, 상기 양자 장벽층 또는 양자 우물층은 알루미늄을 포함하고,
    상기 다수의 양자 우물층은 상기 제 1전도성 반도체층에 근접하고, 양자 우물층들 중에서 두께가 가장 두꺼운 제 1양자 우물층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1전도성 반도체층은, p-형 반도체층인 것을 특징으로 하는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1양자 우물층과 제 2전도성 반도체층 사이에는, 제 1양자 우물층보다 두께가 얇은 제 2양자 우물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 양자 우물층은, 상기 제 1전도성 반도체층에 근접할수록 그 두께가 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 양자 장벽층은, 상기 제 2전도성 반도체층에 근접하고 두께가 가장 두꺼운 제 1양자 장벽층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제 1양자 장벽층과 제 1전도성 반도체층 사이에는, 제 1양자 장벽층보다 두께가 얇은 제 2양자 장벽층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 양자 장벽층은, 상기 제 2전도성 반도체층에 근접할수록 그 두께가 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 양자 장벽층은, 상기 제 1양자 우물층에 접하고 두께가 가장 얇은 제 3양자 장벽층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 제 3양자 장벽층의 두께는, 전체 양자 장벽층의 두께의 평균보다 60% 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 활성층의 발광 파장은, 200 nm 내지 320 nm인 것을 특징으로 하는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 제 1양자 우물층의 두께는, 전체 양자 우물층의 두께의 평균보다 130% 이상의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 질화물계 반도체 발광 소자.
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