KR101761617B1 - Semiconductor light emitting device of vertical topology - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 발광 소자에 관한 것으로 특히, 수직형 질화물계 반도체 발광 소자에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 도전성 기판; 상기 기판 상에 위치하는 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 위치하는 제 1 전도성 반도체층; 상기 제 1 전도성 반도체층 상에 위치하는 활성층; 상기 활성층 상에 위치하는 제 2 전도성 반도체층; 상기 제 2 전도성 반도체층 내에 위치하는 전류 분산층; 및 상기 제 2 전도성 반도체층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하여 구성된다.The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly, to a vertical nitride semiconductor light emitting device. The present invention provides a semiconductor device comprising: a conductive substrate; A first electrode located on the substrate; A first conductive semiconductor layer located on the first electrode; An active layer located on the first conductive semiconductor layer; A second conductive semiconductor layer located on the active layer; A current spreading layer located in the second conductive semiconductor layer; And a second electrode located on the second conductive semiconductor layer.
Description
본 발명은 반도체 발광 소자에 관한 것으로 특히, 수직형 질화물계 반도체 발광 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly, to a vertical nitride semiconductor light emitting device.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화 된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다.Light emitting diodes (LEDs) are well-known semiconductor light emitting devices that convert current into light. In 1962, red LEDs using GaAsP compound semiconductors were commercialized. GaP: N series green LEDs and information communication devices As a light source for a display image of an electronic device.
질화 갈륨(GaN)으로 대표되는 질화물계 화합물 반도체(Nitride Compound Semiconductor)는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭(0.8 ~ 6.2eV)을 가지고 있어, LED를 포함한 고출력 전자부품 소자 개발 분야에서 많은 주목을 받아왔다. Nitride compound semiconductors typified by gallium nitride (GaN) have high thermal stability and wide bandgap (0.8 to 6.2 eV), attracting much attention in the field of high-output electronic component development including LEDs come.
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.One of the reasons for this is that GaN can be combined with other elements (indium (In), aluminum (Al), etc.) to produce semiconductor layers emitting green, blue and white light.
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. Since the emission wavelength can be controlled in this manner, it can be tailored to the characteristics of the material according to the specific device characteristics. For example, GaN can be used to create a white LED that can replace the blue LEDs and incandescent lamps that are beneficial for optical recording.
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 조명의 시대를 예고하고 있다.Therefore, nitride-based semiconductors are currently used as a base material in the fabrication of blue / green laser diodes and light emitting diodes (LEDs). In particular, high-power LEDs are attracting attention as a white light source, and the future of LED lighting is foreseen.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 발광 소자에 있어서 전류가 활성층 영역에 균일하게 주입되도록 하여 전류의 밀집현상을 억제할 수 있어, 효율적인 수직형 발광 소자를 구현할 수 있는 수직형 반도체 발광 소자를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vertical type semiconductor light emitting device capable of suppressing the current densification phenomenon by uniformly injecting current into the active layer region in a light emitting device and realizing an efficient vertical light emitting device do.
또한, 활성층 영역의 발광 면적의 손실 없이 효율적인 수평형 대면적 발광 소자를 구현할 수 있는 수직형 반도체 발광 소자를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a vertical semiconductor light emitting device capable of realizing an efficient horizontal large-area light emitting device without loss of the light emitting area of the active layer region.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은, 도전성 기판; 상기 기판 상에 위치하는 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 위치하는 제 1 전도성 반도체층; 상기 제 1 전도성 반도체층 상에 위치하는 활성층; 상기 활성층 상에 위치하는 제 2 전도성 반도체층; 상기 제 2 전도성 반도체층 내에 위치하는 전류 분산층; 및 상기 제 2 전도성 반도체층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a conductive substrate; A first electrode located on the substrate; A first conductive semiconductor layer located on the first electrode; An active layer located on the first conductive semiconductor layer; A second conductive semiconductor layer located on the active layer; A current spreading layer located in the second conductive semiconductor layer; And a second electrode located on the second conductive semiconductor layer.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.The present invention has the following effects.
수직형 질화물계 반도체 발광 소자(LED)에 있어서 전류 분산층을 적용하여 n-형 전극과 p-형 전극 사이의 전류 흐름을 제어함으로써 전류가 흐르는 경로를 자유롭게 조절할 수 있다. In the vertical type nitride semiconductor light emitting device (LED), the current distribution layer is applied to control the current flow between the n-type electrode and the p-type electrode, so that the path through which the current flows can be freely controlled.
그리하여 발광 소자의 전류 분산 효과를 극대화할 수 있고, 수직형 발광 소자의 균일한 광 분포를 통하여 광 출력을 향상시킬 수 있다. Thus, the current dispersion effect of the light emitting device can be maximized, and the light output can be improved through the uniform light distribution of the vertical light emitting device.
이러한 전류 분산층의 적용은 설계 요소에 의해 매우 다양한 구조(패턴 및 깊이)를 자유롭게 적용할 수 있어, 효과적으로 활성층 영역을 활용할 수 있도록 해주며, 발광 소자의 효과적인 전류 경로 제어를 통해 광 출력을 극대화할 수 있는 것이다.The application of such a current-spreading layer allows a wide variety of structures (patterns and depths) to be freely applied by the design elements, making it possible to effectively utilize the active layer region and to maximize light output through effective current path control of the light- You can.
도 1은 수직형 발광 소자의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 구조의 전류 흐름을 나타내는 개략도이다.
도 3은 수직형 발광 소자의 다른 예 및 전류 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 4는 전류 분산층을 포함하는 발광 소자의 제 1 예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 구조의 전류 흐름을 나타내는 개략도이다.
도 6 내지 도 13은 발광 소자의 제조 과정을 나타내는 단면도이다.
도 14는 전류 분산층을 포함하는 발광 소자의 제 2 예를 나타내는 단면도이다.
도 15는 전류 분산층을 포함하는 발광 소자의 제 3 예를 나타내는 단면도이다.
도 16은 도 15의 구조의 전류 흐름을 나타내는 개략도이다.
도 17은 전류 분산층을 포함하는 발광 소자의 제 4 예를 나타내는 단면도이다.
도 18은 전류 분산층을 포함하는 발광 소자의 제 5 예를 나타내는 단면도이다.
도 19는 전류 분산층을 포함하는 발광 소자의 제 6 예를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a vertical light emitting device.
2 is a schematic diagram showing the current flow of the structure of FIG.
3 is a cross-sectional view showing another example of the vertical light emitting device and current flow.
4 is a cross-sectional view showing a first example of a light-emitting device including a current-spreading layer.
5 is a schematic diagram illustrating the current flow of the structure of FIG.
6 to 13 are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the light emitting device.
14 is a cross-sectional view showing a second example of a light-emitting element including a current-spreading layer.
15 is a cross-sectional view showing a third example of a light-emitting element including a current-spreading layer.
16 is a schematic diagram showing the current flow of the structure of FIG.
17 is a cross-sectional view showing a fourth example of a light-emitting device including a current-spreading layer.
18 is a cross-sectional view showing a fifth example of a light-emitting element including a current-spreading layer.
19 is a cross-sectional view showing a sixth example of a light emitting device including a current dispersion layer.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.
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. It will be appreciated that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being present on another element "on," it may be directly on the other element or there may be an intermediate element in between .
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.Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers and / or regions, such elements, components, regions, layers and / And should not be limited by these terms.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 수직형 전극 구조를 가지는 질화물계 반도체 발광 소자의 구성은, 도전성 기판(10) 상에 순차적으로 p-형 전극(20), 질화물 반도체 구조(30), 및 n-형 전극(40)이 위치한다.1, the nitride-based semiconductor light emitting device having a vertical electrode structure includes a p-
질화물 반도체 구조(30)는 p-형 질화물 반도체층(31), 활성층(32), 및 n-형 질화물 반도체층(33)을 포함한다. The
이 경우, 전류의 흐름은 도 2와 같이 개략적으로 나타낼 수 있다. 즉, p-형 전극(20)을 통하여 정공은 활성층(32)으로 균일하게 주입될 수 있으나, n-형 전극(40)은 n-형 질화물 반도체층(33)에 국부적으로 위치하게 되어 전자의 주입은 A 지역에 집중될 수 있다.In this case, the current flow can be schematically shown as in Fig. That is, holes can be uniformly injected into the
이와 같이 전류가 집중되는 현상은 도 3에서와 같이, p-형 전극(20)과 p-형 질화물 반도체층(31) 사이의 전류가 집중될 수 있는 영역에 SiO2와 같은 절연막(50)을 삽입함으로써 개선할 수 있다. 이러한 경우, 도 3과 같은 전자와 정공의 공급 경로에 의한 전류 및 재결합 분포를 나타내게 된다. 3, an
이러한 구조에서 p-형 질화물 반도체층(31)의 비저항은 대략 수 Ωcm 정도로 매우 높아서 절연막(50) 상부의 활성층(32) 영역에서는 정공이 주입되지 않을 수 있으며, 따라서 이 활성층(32) 영역(B)에서는 정공과 전자의 재결합에 의한 발광이 일어나지 않을 수 있다.In this structure, the p-type
이와 같은 도 3과 같은 구조에서는 절연막(50)의 폭이 커질수록 전류분산 효과는 커질 수 있지만 절연막(50) 상부의 비발광 영역(B)이 커지는 효과를 가져올 수 있어서 이러한 절연막(50)의 크기는 제한적일 수 있다.3, the larger the width of the
도 4에서는 n-형 질화물 반도체층(330) 내에 전류 분산층(500)을 포함하는 수직형 발광 소자 구조를 나타내고 있다.4 shows a vertical light emitting device structure including a current spreading
이러한 발광 소자 구조는, 도전성 기판(100) 상에 p-형 전극(200)이 위치하고, 이 p-형 전극(200) 상에 반도체 구조(300)가 위치하며, 그 위에 n-형 전극(400)이 위치한다.In this light emitting device structure, a p-
반도체 구조(300)는 p-형 전극(200) 위에 p-형 질화물 반도체층(310)이 위치하고, 이 위에 활성층(320) 및 n-형 질화물 반도체층(330)이 차례로 위치한다.In the
물론, 경우에 따라, p-형 전극(200)과 n-형 전극(400) 및 반도체 구조(300)의 위치는 반대가 될 수도 있다. 즉, n-형 전극(400) 및 n-형 질화물 반도체층(330)이 하측의 도전성 기판(100)에 가깝게 위치하도록 구성될 수도 있다.Of course, in some cases, the positions of the p-
상술한 바와 같이, n-형 질화물 반도체층(330) 내부에는 절연성을 가지는 전류 분산층(500; Current Spreading Layer)이 위치하게 되는데, 이러한 전류 분산층(500)은 p-형 전극(200)과 n-형 전극(400) 사이의 전류 흐름 경로 상에 위치할 수 있다.As described above, a current spreading
전류 분산층(500)은 n-형 질화물 반도체층(330) 내부에 n-형 질화물 반도체층(330)의 절연화를 통하여 이루어질 수 있다. 즉, 전류 분산층(500)은 절연화된 질화물 반도체층을 이용할 수 있다. The current spreading
이와 같이 절연화된 질화물 반도체층을 이용하는 전류 분산층(500)은 n-형 도펀트와 p-형 도펀트가 혼합되어 절연화될 수 있다.The n-type dopant and the p-type dopant may be mixed with each other to insulate the current-spreading
이러한 전류 분산층(500)은 활성층(320)과 실질적으로 평행하게 위치할 수 있다. 또한, 전류 분산층(500)은 n-형 전극(400)이 위치하는 n-형 질화물 반도체층(330)의 외측면에 근접하여 위치할 수 있다.The current spreading
전류 분산층(500)의 두께는 발광 소자의 구조, 절연 특성, 반도체층의 두께, 및 도핑 등의 사항이 고려되어 결정될 수 있으며, 대략 10 nm 이상의 두께를 가질 수 있고, n-형 질화물 반도체층(330) 내에 위치하므로 이 n-형 질화물 반도체층(330)의 두께보다는 얇을 수 있다.The thickness of the current spreading
또한, 전류 분산층(500)의 면적은 n-형 전극(400)의 면적보다 넓게 이루어질 수 있다.The area of the current-spreading
이러한 전류 분산층(500)을 가지는 발광 소자에 있어서, 전류의 흐름은 전자의 공급과 정공의 공급 경로에 따라 도 5와 같이 나타날 수 있다. In the light-emitting device having such a current-spreading
일반적으로 p-형 질화물 반도체의 비저항은 대략 수 Ωcm 이고, n-형 질화물 반도체의 비저항은 수 10-3 Ωcm 정도로서 n-형 질화물 반도체의 비저항이 p-형 반도체에 비해 매우 낮다. In general, the specific resistance of the p- type nitride semiconductor is approximately several Ωcm, a resistivity of the n- type nitride semiconductor is 10 -3 Ωcm long, very low specific resistance of the n- type nitride semiconductor than the p- type semiconductor.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, n-형 질화물 반도체층(330) 내에 삽입된 절연성을 띠는 전류 분산층(500) 상부에서 n-형 전극(400)을 통하여 공급된 전자는 수평 방향으로 효과적으로 분산될 수 있다.4, the electrons supplied through the n-
또한, 전류 분산층(500) 하부의 n-형 질화물 반도체층(330)에서의 수평으로 흐르는 전류는 그 흐름이 충분하게 되어 p-형 질화물 반도체층(310)에서 공급되는 정공과 활성층(320) 영역에서 비교적 균일하게 재결합될 수 있다.The current flowing horizontally in the n-type
따라서, 발광 소자에 이러한 전류 분산층(500)이 위치하는 경우에 균일한 광 분포를 나타낼 수 있으며, 도 2 및 도 3에서의 도시하는 수직형 발광 소자 구조에 비해 우수한 광 분포 및 광 출력을 가질 수 있다.Therefore, it is possible to exhibit a uniform light distribution in the case where such a current-spreading
즉, n-형 전극 하부에 전류 밀집 현상이 발생하지 않고, 활성층 영역에 비발광 영역이 발생하지 않으면서 전류가 균일하게 분산될 수 있는 것이다.That is, the current density can be uniformly dispersed without causing a current densification phenomenon in the lower portion of the n-type electrode and no non-emission region in the active layer region.
이하, 도 6 내지 도 13을 참고하여 상술한 구조를 갖는 발광 소자의 제조방법을 설명하면 아래와 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting device having the above-described structure will be described with reference to FIGS. 6 to 13. FIG.
먼저, 도 6에서와 같이, 사파이어 기판(110) 상에 n-형 질화물 반도체층(330)을 성장시킨다. 이와 같이 n-형 질화물 반도체층(330)을 일정 두께로 형성한 후에는 n-형 질화물 반도체층(330)의 일부 영역을 이온 주입 장치를 이용하여 국부적으로 절연화 시킴으로써 전류 분산층(500)으로 이용될 절연층을 형성한다.First, as shown in FIG. 6, an n-type
즉, 도 7에서와 같이, n-형 질화물 반도체층(330)의 일부 영역에 패터닝을 통하여 산화물, 질화물 또는 금속을 이용하여 마스크(600)를 형성하고, 도 8에서와 같이, 이온 주입 장치를 이용하여 p-형 도펀트(dopant)를 주입하게 된다(ion implantation).7, a
이때 n-형 질화물 반도체층(330)에 포함된 n-형 도펀트는 주입된 p-형 도펀트에 의해 보상(compensation)되어 이 마스크(600)가 없는 영역은 절연화되어 전류 분산층(500)으로 작용하게 된다.At this time, the n-type dopant included in the n-type
이후에는 도 9에서와 같이, 마스크(600)를 제거하고, 전류 분산층(500) 및 n-형 질화물 반도체층(330) 표면의 결정성 회복 및 도펀트 활성화를 위해 900 ℃ 이상의 온도에서 열처리가 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 900 ℃ 내지 1300 ℃ 범위에서 열처리 공정이 적용될 수 있다. 그러나 이러한 열처리 공정이 없을 경우 반도체 성장을 위한 MOCVD 챔버 내에서 고온 작업을 통하여 열처리 공정과 유사한 효과가 이루어질 수도 있다.Thereafter, as shown in FIG. 9, the
그런 후에는 도 10에서와 같이, n-형 질화물 반도체층(330)을 재성장하고, 이러한 n-형 질화물 반도체층(330) 상에는 도 11과 같이, 활성층(320) 및 p-형 질화물 반도체층(310)을 차례로 성장시킨다.11, the
다음, 도 12에서와 같이, p-형 질화물 반도체층(310) 상에 p-형 전극(200)을 형성한다. 이러한 p-형 전극(200)에는 반사성 전극이 포함될 수 있다. p-형 전극(200) 상에는 도전성 기판(100)이 형성될 수 있는데, 이러한 도전성 기판(100)은 금속을 이용하여 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 12, a p-
이후에는 도전성 기판(100)을 이용하여 반도체 발광 소자를 지지할 수 있도록 하면서 레이저 리프트 오프(Laser lift-off)와 같은 기판 분리 방법 등을 이용하여 사파이어 기판(110)을 분리하면 도 13과 같은 구조가 이루어진다.The
그리고 사파이어 기판(110)이 분리된 면에 n-형 전극(400)을 형성하면 도 4와 같은 수직형 발광 소자 구조가 이루어지는 것이다.When the n-
도 14와 같이, 도전성 기판(100)으로서 금속 대신 반도체(120)가 이용될 수 있다. 즉, 도전성 기판(100)으로서, 상부 및 하부에 접점금속(130)이 위치하는 반도체(120)가 이용될 수 있다.As shown in Fig. 14, a semiconductor 120 may be used as the
한편, n-형 질화물 반도체층(330)에 전류 분산층을 형성하는 과정에서, 상술한 도 7 내지 도 9에서 도시한 마스크(600) 패턴을 이용하는 방법 외에 다른 방법으로 전류 분산층을 형성할 수 있다. On the other hand, in the process of forming the current dispersion layer in the n-type
즉, n-형 질화물 반도체층(330) 상에 전체적으로 절연 질화물 반도체 박막을 형성한 후에 이 절연 질화물 반도체층의 일부 영역을 이온 주입 장치를 이용하여 n-형 도펀트를 일정 깊이 형성함으로써 전류 분산층을 형성할 수도 있으며, 이후의 제작 방법은 상술한 예와 동일하다. 이러한 경우에 발광 소자의 구조는 도 15에서 도시하는 구조를 이루게 된다.That is, after an insulating nitride semiconductor thin film is formed entirely on the n-type
이러한 구조는, 도시하는 바와 같이, n-형 질화물 반도체층(330) 상에 형성한 절연 질화물 반도체층으로 이루어지는 전류 분산층(510)이 n-형 전극(400)의 하측에 위치하고, 이 전류 분산층(510) 주변에는 n-형 도펀트의 이온 주입에 의하여 형성된 n-형 질화물 반도체층(520)이 위치하게 된다. In this structure, as shown in the figure, the
즉, 전류 분산 구조는 n-형 전극(400) 하측에 위치하는 절연층으로 이루어지는 전류 분산층(510)과, 이 전류 분산층(510) 주변에 위치하는 n-형 질화물 반도체층(520)으로 이루어질 수 있다.That is, the current dispersion structure includes a current spreading
이와 같은 구조에서의 전류의 흐름은 도 16과 같이 나타나는데, n-형 전극(400)에서 n-형 질화물 반도체층(330)으로 공급되는 전자는 전류 분산층(510)에 의하여 이 전류 분산층(510) 주변에 위치하는 이온 주입에 의하여 형성된 n-형 질화물 반도체층(520)을 통하여 활성층으로 공급되어, 이에 의하여 균일한 전류의 경로가 이루어질 수 있다.16, the electrons supplied to the n-type
따라서 이온 주입 공정에 의한 질화물 반도체층의 절연특성 및 n-형 특성을 고려하여 도 4와 같은 구조 또는 도 15와 같은 구조를 선택적으로 고려할 수 있다.Therefore, the structure shown in FIG. 4 or the structure shown in FIG. 15 can be selectively considered in consideration of the insulating property and the n-type property of the nitride semiconductor layer by the ion implantation process.
또한, 위에서 설명한 이온 주입 공정과 n-형 질화물 반도체층을 형성하는 반복적인 작업을 통하여, 도 17에서 도시하는 바와 같은 복합적인 전류 분산층(530, 540, 550, 560) 구조를 이룰 수도 있다.Further, the composite current diffusion layers 530, 540, 550, and 560 shown in FIG. 17 may be formed through the ion implantation process described above and the repetitive operation of forming the n-type nitride semiconductor layer.
즉, n-형 전극(400)으로부터 수직 방향으로 이격된 두 개의 전류 분산층(530, 560)과, n-형 전극(400)으로부터 동일한 거리에 위치하며 서로 수평 방향으로 이격된 두 개의 전류 분산층(540, 550)을 포함할 수 있으며, 경우에 따라 이들 중 선택적으로 위치하거나 더 많은 전류 분산층이 위치할 수도 있다.That is, two current spreading
이와 같이, 수직형 질화물 반도체 발광 소자의 다양한 설계 요소를 고려하여 n-형 전극(400)으로부터 공급되는 전자의 경로를 최적화함으로써 발광 소자의 균일한 광 분포 특성을 극대화할 수 있는 것이다.By optimizing the path of the electrons supplied from the n-
한편, 도 18에서와 같이, n-형 전극(400)과 n-형 질화물 반도체층(330) 사이에 투명 전극층(410)이 위치할 수 있다. 이러한 투명 전극층(410)은 전기 전도성이 우수한 ITO, ZnO와 같은 투명 전도성 산화물이 이용될 수 있으며, 투명 전극층(410)에 의하여 전류 분산 효과가 더 향상될 수 있다.18, the
즉, n-형 전극(400)을 통하여 주입된 전자가 n-형 질화물 반도체층(330)과 실질적으로 넓이가 같은 투명 전극층(410)을 통하여 균일하게 분산될 수 있으며, 전류 분산층(500)에 의하여 투명 전극층(410)에 의한 전류 분산 효과는 극대화될 수 있는 것이다.That is, the electrons injected through the n-
경우에 따라, 도 19에서와 같이, 전류 분산층(570)은 투명 전극층(410)과 접촉하여 위치할 수도 있다. 이러한 투명 전극층(410)과 접촉하도록 위치하는 전류 분산층(570)은 발광 소자 구조의 보다 상측 위치에서 전류의 분산을 유도할 수 있는 것이다.In some cases, as shown in FIG. 19, the current-spreading layer 570 may be placed in contact with the
이상과 같은 발광 소자는 수직형 질화물계 반도체 발광 소자(LED)에 있어서 전류 분산층을 적용하여 n-형 전극과 p-형 전극 사이의 전류 흐름을 제어함으로써 전류가 흐르는 경로를 자유롭게 조절할 수 있다. The light emitting device as described above can freely control the current flowing path by controlling the current flow between the n-type electrode and the p-type electrode by applying a current dispersion layer in the vertical type nitride semiconductor light emitting device (LED).
그리하여 궁극적으로 발광 소자의 전류 분산 효과를 극대화할 수 있고, 수직형 발광 소자의 균일한 광 분포를 통하여 광 출력을 향상시킬 수 있다. Thus, ultimately, the current dispersion effect of the light emitting device can be maximized, and the light output can be improved through the uniform light distribution of the vertical light emitting device.
이러한 전류 분산층의 적용은 설계 요소에 의해 매우 다양한 구조(패턴 및 깊이)를 자유롭게 적용할 수 있어, 효과적으로 활성층 영역을 활용할 수 있도록 해주며, 발광 소자의 효과적인 전류 경로 제어를 통해 광 출력을 극대화할 수 있는 것이다.The application of such a current-spreading layer allows a wide variety of structures (patterns and depths) to be freely applied by the design elements, making it possible to effectively utilize the active layer region and to maximize light output through effective current path control of the light- You can.
100: 도전성 기판 200: p-형 전극
300: 반도체 구조 310: p-형 반도체층
320: 활성층 330: n-형 반도체층
400: n-형 전극 500: 전류 분산층100: conductive substrate 200: p-type electrode
300: semiconductor structure 310: p-type semiconductor layer
320: active layer 330: n- type semiconductor layer
400: n-type electrode 500: current dispersion layer
Claims (15)
상기 기판 상에 위치하는 p-형 전극;
상기 p-형 전극 상에 위치하는 p-형 질화물 반도체층;
상기 p-형 질화물 반도체층 상에 위치하는 활성층;
상기 활성층 상에 위치하는 n-형 질화물 반도체층;
상기 n-형 질화물 반도체층 내에 위치하는 전류 분산층; 및
상기 n-형 질화물 반도체층 상에 위치하는 n-형 전극;
상기 n-형 질화물 반도체층과 상기 n-형 전극 사이에 위치하며, 상기 n-형 질화물 반도체층을 덮는 투명 전극층을 포함하여 구성되고,
상기 전류 분산층은, 상기 p-형 전극과 n-형 전극 사이의 전류 흐름 경로 상에 다수 구비되고, 상기 다수의 전류 분산층은, 상기 p-형 전극과 n-형 전극 사이에 수직 방향으로 서로 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 수직형 반도체 발광 소자.A conductive substrate;
A p-type electrode located on the substrate;
A p-type nitride semiconductor layer located on the p-type electrode;
An active layer located on the p-type nitride semiconductor layer;
An n-type nitride semiconductor layer disposed on the active layer;
A current spreading layer located in the n-type nitride semiconductor layer; And
An n-type electrode located on the n-type nitride semiconductor layer;
And a transparent electrode layer which is located between the n-type nitride semiconductor layer and the n-type electrode and covers the n-type nitride semiconductor layer,
The current dispersion layer is provided on the current flow path between the p-type electrode and the n-type electrode, and the plurality of current dispersion layers are formed between the p-type electrode and the n- Wherein the first and second semiconductor light emitting devices are spaced apart from each other.
상기 n-형 전극의 하측에 위치하는 절연층과;
상기 절연층의 주변 영역에 위치하는 n-형 질화물 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 반도체 발광 소자.The device according to claim 1, wherein the current-
An insulating layer located under the n-type electrode;
And an n-type nitride semiconductor layer located in a peripheral region of the insulating layer.
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