KR101502780B1 - High Efficiency Light Emitting Diode Epitaxial Structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 전극과 접촉되는 p-GaN층 없이 그 대신에 밴드 갭 에너지가 큰 AlGaN 등 AlxInyGa1 -x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0<x+y≤1)층으로 금속 전극과 접촉되도록 하여 금속 전극과 접촉되는 층에서 자외선 흡수 없이 투과량을 높여 광추출 효율을 향상시키기 위한 자외선 발광 다이오드의 에피구조에 관한 것이다.In the present invention, instead of a p-GaN layer in contact with a metal electrode, an Al x In y Ga 1 -xy N (0? X? 1, 0? Y? 1 > layer to contact with the metal electrode to increase the amount of light transmitted through the layer in contact with the metal electrode without absorption of ultraviolet light, thereby improving the light extraction efficiency.
Description
본 발명은 고효율 발광 다이오드에 관한 것으로서, 특히, 광추출 효율을 향상시키기 위한 자외선 발광 다이오드의 에피구조에 관한 것이다.The present invention relates to a high efficiency light emitting diode, and more particularly, to an epitaxial structure of an ultraviolet light emitting diode for improving light extraction efficiency.
최근, GaN 등의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체는, 우수한 물리적, 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드(LD), 태양 전지 등의 반도체 광소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다. Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체는 통상 AlxInyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어져있다. 이러한 질화물 반도체 광소자는 핸드폰의 백라이트(backlight)나 키패드, 전광판, 조명 장치 등 각종 제품의 광원으로 응용되고 있다. In recent years, III-V nitride semiconductors such as GaN have attracted attention as core materials for semiconductor optical devices such as light emitting diodes (LEDs), laser diodes (LDs), and solar cells due to their excellent physical and chemical properties. The III-V group nitride semiconductors are usually made of a semiconductor material having a composition formula of Al x In y Ga 1 -x- y N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? Such nitride semiconductor optical devices are used as light sources for various products such as a backlight of a cellular phone, a keypad, a display board, and a lighting device.
특히, 자외선 발광 다이오드는 반도체 공정, 살균, 미소한 화학 물질 검출, 인간 게놈 분석, 심장 치료 등 다양한 분야에서 활용되고 있고, GaN 등을 이용한 한국공개특허번호 10-2007-0008995 등 에도 자외선 발광 다이오드가 개시되고 있지만, 효과적으로 광추출하지 못하여 효율이 제한적이라는 문제점이 있다.Particularly, ultraviolet light emitting diodes are used in various fields such as semiconductor processing, sterilization, micro chemical detection, human genome analysis, and cardiac therapy, and Korean Patent Laid-Open No. 10-2007-0008995 using GaN etc. also discloses an ultraviolet light emitting diode However, there is a problem that the efficiency is limited because the light can not be efficiently extracted.
도 1은 종래의 자외선 발광 다이오드(100) 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1의 구조에 대한 에너지 밴드 다이어그램이다.FIG. 1 is a view for explaining the structure of a conventional ultraviolet light-
도 1과 같이 종래의 자외선 발광 다이오드(100)는, 기판(110) 상에 GaN 등의 템플레이트층(120)을 형성한 후, 발광 다이오드(LED)층(130)으로서 n-GaN층(131), 활성층(MQW)(132), 전자 차단층(EBL)(133), p+-AlGaN층(134), p+-GaN층(135)이 형성된 구조를 포함한다. 여기서, n-GaN층(131)에 접촉된 금속 전극(141)과 p+-GaN층(135)에 접촉된 금속 전극(142)에 소정의 전원을 인가하여 발광 다이오드(LED)층(130)에서 자외선이 발생되도록 할 수 있다. 1, a conventional ultraviolet light-
그러나, 이와 같은 종래의 자외선 발광 다이오드(100) 구조에서는, p+-AlGaN층(134)에서의 높은 활성화 에너지로 인해 정공농도가 낮을 뿐만 아니라, 전자 차단층(EBL)(133)에 의해 p+-AlGaN층(134)과의 계면에서 높은 배리어가 형성되어 활성층(MQW)(132)으로의 정공주입효율이 떨어져 광추출 효율이 저하되는 문제점이 있다. 이외에도 p+-AlGaN층(134)의 큰 밴드 갭은 Mg등의 도핑에서 큰 활성화 에너지를 필요로 하기 때문에 도핑이 잘되지 않는 문제점을 유발하고, 또한 큰 에너지 갭을 갖는 p+-AlGaN층(134)과 금속 전극이 오오믹(ohmic) 접촉이 잘 되지 않는 문제점이 있으므로, 금속 전극(142)과의 오오믹 접촉을 위해 p+-GaN층(135)이 형성되어 있으나, p+-GaN층(135)의 밴드갭 에너지가 자외선 에너지(3.5eV 정도) 보다 작게 되어 p+-GaN층(135)에서 자외선이 흡수되고 이에 따라 방출되는 자외선량을 떨어뜨려 발광 강도를 저하시키는 문제점이 있다. However, such a conventional UV light emitting diode (100) structure, by the p + -
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 금속 전극과 접촉되는 p-GaN층 없이 그 대신에 밴드 갭 에너지가 큰 AlGaN 등 AlxInyGa1 -x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0<x+y≤1)층으로 금속 전극과 접촉되도록 하여 금속 전극과 접촉되는 층에서 자외선 흡수 없이 투과량을 높여 광추출 효율을 향상시키기 위한 자외선 발광 다이오드의 에피구조를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an Al x In y Ga 1 -xy N (AlGaN) 1, 0 < y < 1, 0 < x + y < 1) layer to contact the metal electrode to increase the transmittance without ultraviolet absorption in the layer in contact with the metal electrode, Thereby providing an epitaxial structure of the diode.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 자외선 발광 다이오드는, 전압을 인가하기 위한 두 전극 사이에 순차 적층된, AlxInyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 질화물로 이루어진 n형 질화물층과 활성층, 및 AlxInyGa1 -x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0<x+y≤1)로 이루어진 p형 질화물층, 및 n형보다 불순물 농도가 높은 n+형 질화물층을 포함하며, 상기 활성층은 배리어층과 양자 우물층이 한번 이상 반복 형성되며, 상기 p형 질화물층은 적층 방향으로 Al이나 In 농도가 점점 감소하도록 농도 경사진(gradient) 층인 것을 특징으로 한다.First, a summary of the features of the present invention, the ultraviolet light-emitting diode according to one aspect of the present invention for achieving the object of the present invention as described above, are sequentially laminated between the two electrodes for applying a voltage, Al x In y Ga 1 -x- y n (0≤x≤1, 0≤y≤1 , 0≤x + y≤1) nitride n-type nitride layer and an active layer made of, and Al x in y Ga 1 -xy n (0≤ x≤1, 0≤y≤1, 0 <x + y≤1) to include a p-type nitride layer and an n-type impurity concentration is higher than the n + layer made of a nitride, it said active layer is a barrier layer and quantum well Layer is repeatedly formed at least once, and the p-type nitride layer is a concentration gradient layer such that Al or In concentration gradually decreases in the laminating direction.
상기 활성층에서 발생되는 자외선의 에너지 보다 상기 n+형 질화물층의 밴드갭 에너지가 크게 유지되도록 하여 상기 자외선의 외부로의 방출 효과를 높이기 위한 것을 특징으로 한다.The bandgap energy of the n + -type nitride layer is maintained to be greater than the energy of ultraviolet rays generated in the active layer, thereby enhancing the emission effect of the ultraviolet rays to the outside.
상기 p형 질화물층은 상기 활성층으로부터 전자 주입을 차단하며, 상기 활성층으로의 정공 주입을 제공한다.The p-type nitride layer blocks electron injection from the active layer and provides hole injection into the active layer.
상기 p형 질화물층에서의 농도 경사에 따라 분극(polarization) 효과로 전기장 유도에 따라 정공 가스를 형성하여 이루어진 평탄화된 가전자대(valence band)를 활용한다.And a flattened valence band formed by forming a hole gas in accordance with the electric field induction by a polarization effect in accordance with the concentration gradient in the p-type nitride layer.
상기 순차 적층되는 각 층이 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 또는 MOCVD(Metal-organic chemical vapor depositon) 장비의 반응기 내에서 인시추(In-situ)로 형성될 수 있다.Each of the sequentially stacked layers may be formed in situ in a reactor of a hydride vapor phase epitaxy (HVPE) or metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) equipment.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 자외선 발광 다이오드의 제조 방법은, 기판 상에 AlxInyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 질화물로 이루어진 n형 질화물층과 활성층, 및 AlxInyGa1 -x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0<x+y≤1)로 이루어진 p형 질화물층, 및 n형보다 불순물 농도가 높은 n+형 질화물층을 순차 적층하는 단계를 포함하며, 상기 활성층으로서 배리어층과 양자 우물층을 한번 이상 반복 형성하며, 상기 p형 질화물층의 형성 시에 적층 방향으로 Al이나 In 농도가 점점 감소하도록 농도 경사진(gradient) 층으로 형성하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ultraviolet light-emitting diode, the method comprising: forming an Al x In y Ga 1 -x- y N (0 x 1, 0 y 1, 0 x + 1) n-type nitride layer and an active layer, and a p-type nitride layer made of Al x In y Ga 1 -xy N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0 <x + And an n + -type nitride layer having a higher impurity concentration than the n-type layer, wherein the barrier layer and the quantum well layer are repeatedly formed as the active layer, and at the time of forming the p-type nitride layer, And is formed of a gradient layer so that the Al or In concentration gradually decreases.
본 발명에 따른 자외선 발광 다이오드의 에피구조에 따르면, 밴드 갭 에너지가 큰 AlGaN 등 AlxInyGa1 -x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0<x+y≤1)층으로 금속 전극과 오오믹 접촉이 되면서도 금속 전극과 접촉되는 층에서 자외선 흡수 없이 투과량을 높여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.According to the epitaxial structure of the ultraviolet light emitting diode according to the present invention, Al x In y Ga 1 -xy N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0 <x + y? Layer in contact with the metal electrode while increasing the transmittance without ultraviolet absorption in the layer in contact with the metal electrode, thereby improving the light extraction efficiency.
이외에도 금속 전극과 접촉되는 층에서 높은 정공농도를 유지하면서도, 활성층(MQW)으로의 정공주입효율을 높이게 되며, 이에 따라 발광 강도가 높은 자외선을 제공할 수 있게 된다. In addition, the efficiency of injecting holes into the active layer (MQW) is increased while maintaining a high hole concentration in the layer in contact with the metal electrode, thereby providing ultraviolet rays having high emission intensity.
도 1은 종래의 자외선 발광 다이오드(100) 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 구조에 대한 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 발광 다이오드의 에피구조를 설명하기 단면도이다.
도 4는 도 3의 구조에 대한 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 5는 종래 구조와 본 발명 구조의 발광 강도 비교 그래프이다.
도 6은 종래 구조에서의 각 층의 전자, 정공 농도에 대한 그래프이다.
도 7은 본 발명 구조에서의 각 층의 전자, 정공 농도에 대한 그래프이다.FIG. 1 is a view for explaining the structure of a conventional ultraviolet light-
Figure 2 is an energy band diagram for the structure of Figure 1;
3 is a cross-sectional view illustrating an epitaxial structure of an ultraviolet light-emitting diode according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an energy band diagram for the structure of Figure 3;
FIG. 5 is a graph comparing the light emission intensity of the conventional structure and the structure of the present invention.
6 is a graph showing the electron and hole concentration of each layer in the conventional structure.
7 is a graph showing the electron and hole concentration of each layer in the structure of the present invention.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 발e광 다이오드(200)의 에피구조를 설명하기 단면도이다. 도 4는 도 3의 구조에 대한 에너지 밴드 다이어그램이다.3 is a cross-sectional view illustrating an epitaxial structure of an ultraviolet
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 발광 다이오드(200)는, 전압을 인가하기 위한 두 전극(241, 242) 사이에 순차 적층된, AlxInyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 질화물로 이루어진 n형 질화물층(231)(예, n/n+-AlGaN)과 활성층(MQW, multi quantum well)(232), 및 AlxInyGa1 -x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0<x+y≤1)로 이루어진 p형 질화물층(233)(예, p+-AlGaN), 및 n형보다 불순물 농도가 높은 n+형 질화물층(234)(예, n+-AlGaN)을 포함한다. 3, the ultraviolet light-
이와 같은 순차 적층되는 각 층(231~234)은 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 또는 MOCVD(Metal-organic chemical vapor depositon) 장비의 반응기 내에서 사파이어 기판, SiC 기판, Si 기판 등의 베어 기판 상에 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 이루어진 템플레이트층 또는 버퍼층을 형성한 후, 그 위에 인시추(In-situ)로 형성될 수 있다. Each of the sequentially deposited
활성층(232)은 AlxInyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 질화물로 이루어질 수 있으며(자외선 방출되도록 x,y가 선택됨), 예를 들어, 배리어층(예, GaN)과 양자 우물층(예, In0.15Ga0.8 5N)이 한번 이상 반복 형성된 층으로서, 수 나노미터 두께로 1~ 5회 정도 반복적으로 배리어층(예, GaN)과 양자 우물층(예, In0.15Ga0.85N)을 형성하여 양자 우물층(예, In0 .15Ga0 .85N) 전도대(conduction band)에 갇힌 전자가 가전자대(valence band)의 정공과 재결합하면서 필요한 자외선이 방출되도록 할 수 있다. The
AlxInyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 질화물로 이루어진 n형 질화물층(231)과 활성층(232)과 달리, p형 질화물층(233)(예, p+-AlGaN), 및 n형보다 불순물(예, Si 등) 농도가 높은 n+형 질화물층(234)(예, n+-AlGaN)은 AlxInyGa1 -x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0<x+y≤1)로 이루어진다. 즉, GaN 이외에 Al이나 In의 불순물이 혼합된 층으로 이루어진다. p형 질화물층(233)은 Mg 등 p형 반도체가 형성되도록 하기 위한 적절한 불순물을 도핑하여 이루어질 수 있다. Unlike the n-
이와 같은 구조에 따라, 활성층(232)에서 발생되는 자외선의 에너지(예, 5eV) 보다, AlxInyGa1 -x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0<x+y≤1)로 이루어진 n+형 질화물층(234)의 밴드갭 에너지가 크게(예, 5eV 이상되도록 x,y가 선택됨) 유지되도록 하여 발생된 자외선이 외부로 쉽게 투과 방출되어 광추출 효율을 높일 수 있게 된다. According to such a structure, Al x In y Ga 1 -xy N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0 < x + y (For example, x and y are selected so that the band gap energy of the n +
이와 같은 구조에서 n+형 질화물층(234)(예, n+-AlGaN)에 의하여도 금속 전극(242)와의 용이한 오오믹 접촉이 될 수 있도록 하기 위하여, 도 4와 같이 p형 질화물층(233)(예, p+-AlGaN)은 적층 방향으로 Al이나 In 농도가 점점 감소하도록 농도 경사진(gradient) 층으로 형성하여, 전도대(conduction band)가 적층 방향으로 점점 낮아지게 할 수 있으며, 그 위로 n+형 질화물층(234)(예, n+-AlGaN)을 순차 적층한다.In order to facilitate easy ohmic contact with the
이에 따라 p형 질화물층(233)(예, p+-AlGaN)에는 n형 반도체층에 해당하는 n+형 질화물층(234)(예, n+-AlGaN)이 접촉됨으로써, 전자-정공 흐름의 방해가 없도록 에너지 밴드를 n+형 질화물층(234)(예, n+-AlGaN)까지 부드럽게 경사지게 하고 n+형 질화물층(234)(예, n+-AlGaN)에 오오믹 접촉이 될 수 있는 금속 전극(242)의 재질(예, Ti, Al, Ni, Au, Ag, Pt, Cr, Cu, Rh, 또는 이들의 합금 등)을 쉽게 선택할 수 있게 된다. Accordingly, the n + -type nitride layer 234 (e.g., n + -AlGaN) corresponding to the n-type semiconductor layer is brought into contact with the p-type nitride layer 233 (e.g., p + -AlGaN) so that it interferes with the energy band n + type nitride layer 234 (for example, n + -AlGaN) inclined gently from the n +
즉, p형 질화물층(233)(예, p+-AlGaN)에서 n+형 질화물층(234)(예, n+-AlGaN)로의 전도대(conduction band)와 가전자대(valence band) 레벨이 낮아지는 에너지 밴드 구조에 따라, p형 질화물층(233)(예, p+-AlGaN)으로부터 n+형 질화물층(234)(예, n+-AlGaN)로의 전자 이동과 n+형 질화물층(234)(예, n+-AlGaN)으로부터 p형 질화물층(233)(예, p+-AlGaN)으로의 정공 주입이 쉽게 이루어질 수 있다. p형 질화물층(233)(예, p+-AlGaN)은 활성층(232)으로부터 전자 주입을 차단하는 전자 차단층(EBL)의 역할을 함과 동시에 활성층(232)으로의 정공 주입을 제공하되, n+형 질화물층(234)(예, n+-AlGaN)에서 유입되는 높은 농도의 정공(hole)(도 7 참조)을 기존의 전자 차단층(EBL)에서 생기는 가전자대(valence band) 쪽의 정공 배리어 없이, 평탄화된 가전자대(valence band)를 활용하여 활성층(232)으로의 정공 주입 효율을 높일 수 있다. 또한 이에 따라 발광 강도가 높은 자외선의 광추출을 기대할 수 있게 된다. That is, the conduction band and valence band levels from the p-type nitride layer 233 (eg, p + -AlGaN) to the n + -type nitride layer 234 (eg, n + -AlGaN) Electrons migrate from the p-type nitride layer 233 (e.g., p + -AlGaN) to the n + type nitride layer 234 (e.g., n + -AlGaN) and the n + type nitride layer 234 (E.g., n + -AlGaN) to the p-type nitride layer 233 (e.g., p + -AlGaN) can be easily performed. The p-type nitride layer 233 (for example, p + -AlGaN) serves as an electron blocking layer (EBL) for blocking electron injection from the
특히, p형 질화물층(233)(예, p+-AlGaN)은 적층 방향으로 Al이나 In 농도가 점점 감소하도록 농도 경사진(gradient) 층으로 형성하는데 있어서, 반응기 내에 공급되는 Al이나 In 농도가 시간에 따라 일정 비율로 낮아지게 함으로써 형성할 수 있다. 이에 따라 p형 질화물층(233)(예, p+-AlGaN)에서의 Al이나 In 농도의 경사(gradient)에 따라 분극(polarization) 효과로 원자 또는 분자들의 다이폴(dipole)에 의한 전기장 유도(field induction)로 3D(3차원) 정공 가스를 형성할수 있고, 이에 따라 도 4와 같이 전도대(conduction band)의 에너지 레벨은 점점 낮아지지만 가전자대(valence band)의 에너지 레벨은 적층 방향으로 평탄화를 유지하게 하여, 활성층(232)으로의 정공 주입 효율을 높일 수 있게 된다. Particularly, when the p-type nitride layer 233 (for example, p + -AlGaN) is formed in a concentration gradient layer such that Al or In concentration is gradually decreased in the laminating direction, And lowering it at a certain rate according to time. This results in a polarization effect depending on the gradient of the Al or In concentration in the p-type nitride layer 233 (e.g., p + -AlGaN) to induce an electric field by a dipole of atoms or molecules the energy level of the conduction band is gradually lowered as shown in FIG. 4, but the energy level of the valence band is maintained to be flattened in the direction of the stacking The hole injection efficiency into the
시뮬레이션 결과, 도 5와 같이 EBL을 갖는 종래 구조(도 1참조)의 파장별 발광 강도(510) 보다 도 3과 같은 본 발명의 구조에서의 발광 강도(520)가 10배 이상 높게 나타타남을 확인하였다. 이외에도 동작 전압(Vf)도 본 발명의 구조에서는 종래 구조(도 1참조)에서 보다 낮아지게 됨을 확인하였다.As a result of the simulation, it is confirmed that the
또한, 도 6과 같이, 종래 구조(도 1참조)에서는 활성층으로 주입되는 정공 농도가 1017/cm3 정도였으나, 본 발명의 구조에서는 도 7과 같이, p형 질화물층(233)(예, p+-AlGaN)에서 활성층(232)으로 주입되는 정공 농도가 1018/cm3 정도로 개선됨을 확인하였다. 6, the concentration of holes injected into the active layer is about 10 17 / cm 3 in the conventional structure (see FIG. 1). However, in the structure of the present invention, the p-type nitride layer 233 p + -AlGaN) to the
이와 같이 본 발명의 자외선 발광 다이오드의 에피구조에서는, 밴드 갭 에너지가 큰 AlGaN 등 AlxInyGa1 -x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0<x+y≤1)층으로 금속 전극(242)과 오오믹 접촉이 되면서도 금속 전극(242)과 접촉되는 층에서 자외선 흡수 없이 투과량을 높여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.Thus, in the epitaxial structure of the ultraviolet light emitting diode of the present invention, Al x In y Ga 1 -xy N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0 <x + It is possible to improve the light extraction efficiency by increasing the amount of transmission without ultraviolet absorption in a layer in contact with the
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
Claims (6)
상기 활성층에는 배리어층과 양자 우물층이 한번 이상 반복 형성되며,
상기 p형 질화물층에서는 적층 방향으로 Al이나 In 농도가 연속적으로 감소하는 농도 경사(gradient)에 따른 분극에 의하여 정공이 형성되고,
상기 n+형 질화물층의 밴드갭 에너지가 상기 활성층에서 발생되는 자외선의 에너지보다 큰 것을 특징으로 하는 자외선 발광 다이오드.Type nitride layer made of Al x In y Ga 1-xy N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? 1) nitride sequentially stacked between two electrodes for applying a voltage And an active layer and a p-type nitride layer made of Al x In y Ga 1-xy N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0 <x + y? 1) + Type nitride layer,
A barrier layer and a quantum well layer are formed on the active layer at least once,
In the p-type nitride layer, holes are formed by polarization along a concentration gradient in which Al or In concentration is continuously decreased in the laminating direction,
And the band gap energy of the n + -type nitride layer is greater than the energy of ultraviolet light generated in the active layer.
상기 p형 질화물층은 상기 활성층으로부터 전자 주입을 차단하며, 상기 활성층으로의 정공 주입을 제공하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the p-type nitride layer interrupts electron injection from the active layer and provides hole injection into the active layer.
상기 p형 질화물층에서의 농도 경사에 따라 분극(polarization) 효과로 전기장 유도에 따라 정공 가스를 형성하여 이루어진 평탄화된 가전자대(valence band)를 활용하기 위한 것을 특징으로 하는 자외선 발광 다이오드.The method of claim 3,
And a flattened valence band formed by forming a hole gas according to an electric field induction by a polarization effect according to a concentration gradient in the p-type nitride layer.
상기 순차 적층되는 각 층이 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 또는 MOCVD(Metal-organic chemical vapor depositon) 장비의 반응기 내에서 인시추(In-situ)로 형성되는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 다이오드. The method according to claim 1,
Wherein each of the sequentially stacked layers is formed in situ in a reactor of a hydride vapor phase epitaxy (HVPE) or metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) equipment.
상기 활성층에는 배리어층과 양자 우물층을 한번 이상 반복 형성하며,
상기 p형 질화물층에서는 적층 방향으로 Al이나 In 농도가 연속적으로 감소하는 농도 경사(gradient)에 따른 분극에 의하여 정공이 형성되고,
상기 n+형 질화물층의 밴드갭 에너지가 상기 활성층에서 발생되는 자외선의 에너지보다 크게 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광 다이오드의 제조 방법.Substrate onto the Al x In y Ga 1-xy N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1) n -type nitride layer and an active layer of a nitride, and Al x In y Ga 1 a step of sequentially laminating a p-type nitride layer made of -xy N (0? x? 1, 0? y? 1, 0 <x + y? 1) and an n + type nitride layer having a higher impurity concentration than n- ≪ / RTI &
A barrier layer and a quantum well layer are formed on the active layer one or more times,
In the p-type nitride layer, holes are formed by polarization along a concentration gradient in which Al or In concentration is continuously decreased in the laminating direction,
Wherein the band gap energy of the n + type nitride layer is maintained to be greater than the energy of ultraviolet light generated in the active layer.
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