KR101955313B1 - Light emitting device - Google Patents
Light emitting device Download PDFInfo
- Publication number
- KR101955313B1 KR101955313B1 KR1020120127477A KR20120127477A KR101955313B1 KR 101955313 B1 KR101955313 B1 KR 101955313B1 KR 1020120127477 A KR1020120127477 A KR 1020120127477A KR 20120127477 A KR20120127477 A KR 20120127477A KR 101955313 B1 KR101955313 B1 KR 101955313B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- semiconductor layer
- emitting device
- semiconductor
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 168
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 65
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 422
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 19
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 11
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004954 Polyphthalamide Substances 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920006375 polyphtalamide Polymers 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N Beryllium oxide Chemical compound O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910008842 WTi Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N gallium tin Chemical compound [Ga].[Sn] YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920006128 poly(nonamethylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/0004—Devices characterised by their operation
- H01L33/0008—Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
- H01L33/145—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
실시 예에 따른 발광소자는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된 제2 반도체층, 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 구비하는 발광 구조물;을 포함하고, 상기 활성층은 적어도 하나의 우물층 및 상기 우물층 보다 큰 밴드갭을 가지는 장벽층을 포함하며, 상기 장벽층은 상기 제1 반도체층과 인접하고, 상기 제1 반도체층의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된 제1층, 상기 제2 반도체층과 인접하고, 상기 제2 반도체층의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된 제2층 및 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 위치하고, 도펀트에 의해 도핑되지 않은 중간층을 포함할 수 있다.A light emitting device according to an embodiment includes a first semiconductor layer, a second semiconductor layer doped with a polar dopant opposite to the first semiconductor layer, and an active layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer Wherein the active layer comprises at least one well layer and a barrier layer having a band gap greater than the well layer, the barrier layer being adjacent to the first semiconductor layer, A first layer doped with a dopant of a polarity opposite to the polarity of the layer, a second layer doped with a dopant of a polarity opposite to the polarity of the second semiconductor layer, the second layer being adjacent to the second semiconductor layer, And an intermediate layer located between the second layer and undoped by the dopant.
Description
실시 예는 발광소자에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting element.
발광소자의 대표적인 예로, LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고, 점차 LED의 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.As a typical example of a light emitting device, a light emitting diode (LED) is a device for converting an electric signal into an infrared ray, a visible ray, or a light using the characteristics of a compound semiconductor, and is used for various devices such as household appliances, remote controllers, Automation equipment, and the like, and the use area of LEDs is gradually widening.
보통, 소형화된 LED는 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 직접 장착하기 위해서 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있고, 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 표면실장소자 형으로 개발되고 있다. 이러한 표면실장소자는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.In general, miniaturized LEDs are made of a surface mounting device for mounting directly on a PCB (Printed Circuit Board) substrate, and an LED lamp used as a display device is also being developed as a surface mounting device type . Such a surface mount device can replace a conventional simple lighting lamp, which is used for a lighting indicator for various colors, a character indicator, an image indicator, and the like.
이와 같이 LED의 사용 영역이 넓어지면서, 생활에 사용되는 전등, 구조 신호용 전등 등에 요구되는 휘도가 높이지는 바, LED의 발광휘도를 증가시키는 것이 중요하다.As the use area of the LED is widened as described above, it is important to increase the luminance of the LED as the brightness required for a lamp used in daily life and a lamp for a structural signal is increased.
또한 발광소자의 전극은 접착력이 우수하고, 전기적 특성이 우수해야 한다.In addition, the electrode of the light emitting device should have excellent adhesive force and excellent electrical characteristics.
또한, 발광소자의 활성층에서 전자와 정공의 재결합 확률을 향상시키기 위한 연구가 진행 중이다.Further, research is underway to improve the probability of recombination of electrons and holes in the active layer of the light emitting device.
실시 예는 활성층 내에서 전자와 정공의 재결합확률을 증가시키고, 발광효율을 향상키는 발광소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device that increases the probability of recombination of electrons and holes in the active layer and improves the luminous efficiency.
실시 예에 따른 발광소자는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된 제2 반도체층, 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 구비하는 발광 구조물;을 포함하고, 상기 활성층은 적어도 하나의 우물층 및 상기 우물층 보다 큰 밴드갭을 가지는 장벽층을 포함하며, 상기 장벽층은 상기 제1 반도체층과 인접하고, 상기 제1 반도체층의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된 제1층, 상기 제2 반도체층과 인접하고, 상기 제2 반도체층의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된 제2층 및 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 위치하고, 도펀트에 의해 도핑되지 않은 중간층을 포함할 수 있다.A light emitting device according to an embodiment includes a first semiconductor layer, a second semiconductor layer doped with a polar dopant opposite to the first semiconductor layer, and an active layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer Wherein the active layer comprises at least one well layer and a barrier layer having a band gap greater than the well layer, the barrier layer being adjacent to the first semiconductor layer, A first layer doped with a dopant of a polarity opposite to the polarity of the layer, a second layer doped with a dopant of a polarity opposite to the polarity of the second semiconductor layer, the second layer being adjacent to the second semiconductor layer, And an intermediate layer located between the second layer and undoped by the dopant.
실시예에 따른 발광소자는 장벽층을 영역 별도 다르게 도핑하여서, 정공의 주입효율을 증가시키는 이점을 가진다.The light emitting device according to the embodiment has an advantage of doping the barrier layer differently in the region, thereby increasing the injection efficiency of holes.
또한, 실시예는 활성층에서 전자와 정공의 재결합 확률을 증가시키는 이점을 가진다.In addition, the embodiment has an advantage of increasing the probability of recombination of electrons and holes in the active layer.
또한, 실시예는 발광소자의 발광효율을 향상시키는 이점을 가진다.Further, the embodiment has an advantage of improving the luminous efficiency of the light emitting device.
도 1은 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도,
도 2는 도 1의 발광소자의 A부분 확대 단면도,
도 3은 도 2의 발광소자의 C부분 확대 단면도,
도 4는 다른 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도,
도 5는 도 4의 발광소자의 B부분 확대 단면도,
도 6은 도 5의 발광소자의 D부분 확대 단면도,
도 7은 실시예에 따른 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 사시도,
도 8은 실시예에 따른 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 단면도,
도 9는 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 조명 시스템을 도시한 사시도,
도 10는 도 9의 조명 시스템의 C-C′단면을 도시한 단면도,
도 11은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도, 그리고
도 12은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment,
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion A of the light emitting device of FIG. 1,
3 is an enlarged sectional view of a portion C of the light emitting device of FIG. 2,
4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment,
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion B of the light emitting device of FIG. 4,
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a portion D of the light emitting device of FIG. 5,
7 is a perspective view of a light emitting device package including a light emitting device according to an embodiment,
8 is a sectional view of a light emitting device package including the light emitting device according to the embodiment,
9 is a perspective view showing a lighting system including a light emitting device according to an embodiment,
10 is a cross-sectional view showing a CC 'section of the illumination system of FIG. 9,
11 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device including a light emitting device according to an embodiment, and
12 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device including a light emitting device according to an embodiment.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" May be used to readily describe a device or a relationship of components to other devices or components. Spatially relative terms should be understood to include, in addition to the orientation shown in the drawings, terms that include different orientations of the device during use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element. Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The elements can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다. The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size and area of each component do not entirely reflect actual size or area.
또한, 실시예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
Further, the angle and direction mentioned in the description of the structure of the light emitting device in the embodiment are based on those shown in the drawings. In the description of the structure of the light emitting device in the specification, reference points and positional relationship with respect to angles are not explicitly referred to, refer to the related drawings.
도 1은 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도, 도 2는 도 1의 발광소자의 A부분 확대 단면도, 도 3은 도 2의 발광소자의 C부분 확대 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a light emitting device of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged sectional view of a light emitting device of FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예의 따른 발광소자(100)은 제1 반도체층(120), 제1 반도체층(120)과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된 제2 반도체층(150), 및 제1 반도체층(120)과 제2 반도체층(150) 사이에 위치하는 활성층(130)을 구비하는 발광구조물(160)을 포함하고, 활성층(130)은 적어도 하나의 우물층(Q1, Q2, Q3) 및 우물층(Q1, Q2, Q3) 보다 큰 밴드갭을 가지는 장벽층(B1, B2. B3)을 포함하며, 장벽층(B1, B2. B3)은, 제1 반도체층(120)과 인접하고, 제1 반도체층(120)의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된 제1층(131), 제2 반도체층(150)과 인접하고, 제2 반도체층(150)의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된 제2층(132) 및 제1층(131)과 제2층(132) 사이에 위치하고, 도펀트에 의해 도핑되지 않은 중간층(133)을 포함할 수 있다.1 to 3, a
도 1을 참조하면, 발광소자(100)는 지지부재(110), 지지부재(110) 상에 배치되는 발광구조물(160)을 포함할 수 있으며, 발광구조물(160)은 제1 반도체층(120), 활성층(130), 전자제한층(140), 및 제2 반도체층(150)을 포함할 수 있다.1, the
지지부재(110)는 광 투과적 성질을 가지는 재질, 예를 들어 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO, AlO 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 또한, 사파이어(Al2O3) 지지부재에 비해 열전도성이 큰 SiC 지지부재일 수 있다. 다만, 지지부재(110)의 굴절률은 광 추출 효율을 위해 제1 반도체층(120)의 굴절률보다 작은 것이 바람직하다.The
한편, 지지부재(110)의 상측 면에는 광 추출 효율을 높이기 위해 PSS(PSS : Patterned SubStrate) 구조가 마련될 수 있다. 본 명세서에서 언급되는 지지부재 (110)는 PSS 구조를 가지거나, 또는 가지지 않을 수 있다.On the other hand, a PSS (Patterned SubStrate) structure may be provided on the upper surface of the
한편, 지지부재(110) 상에는 지지부재(110)와 제1 반도체층(120) 사이의 격자 부정합을 완화하고 반도체층이 용이하게 성장될 수 있도록 하는 버퍼층(미도시)이 위치할 수 있다. 버퍼층(미도시)은 저온 분위기에서 형성할 수 있으며, 반도체층과 지지부재와의 격자상수 차이를 완화시켜 줄 수 있는 물질로 이루어 질 수 있다. 예를 들어, GaN, InN, AlN, AlInN, InGaN, AlGaN, 및 InAlGaN 과 같은 재질 중 선택할 수 있으며 이에 한정되지 않는다. A buffer layer (not shown) may be disposed on the
버퍼층(미도시)은 지지부재(110)상에 단결정으로 성장할 수 있으며, 단결정으로 성장한 버퍼층(미도시)은 버퍼층(미도시)상에 성장하는 제1 반도체층(120)의 결정성을 향상시킬 수 있다.A buffer layer (not shown) may be grown as a single crystal on the supporting
버퍼층(미도시) 상에는 제1 반도체층(120), 활성층(130), 및 제2 반도체층(150)을 포함한 발광 구조물(160)이 형성될 수 있다.A
버퍼층(미도시) 상에는 제1 반도체층(120)이 위치할 수 있다. 제1 반도체층(120)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있으며, 활성층(130)에 전자를 제공할 수 있다. 제1 반도체층(120)은 예를 들어, InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.The
또한, 제1 반도체층(120)아래에 언도프트 반도체층(미도시)을 더 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 언도프트 반도체층은 제1 반도체층(120)의 결정성 향상을 위해 형성되는 층으로, n형 도펀트가 도핑되지 않아 제1 반도체층(120)에 비해 낮은 전기전도성을 갖는 것을 제외하고는 제1 반도체층(120)과 같을 수 있다.Further, the
상기 제1 반도체층(120) 상에는 활성층(130)이 형성될 수 있다. 활성층(130)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 단일 또는 다중 양자 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다.The
활성층(130)이 양자우물구조로 형성된 경우 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0 =y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1-a-bN (0=a=1, 0 =b=1, 0=a+b=1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 다중 양자우물구조를 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.When the
활성층(130)의 위 또는/및 아래에는 도전성 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전성 클래드층(미도시)은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(130)의 밴드 갭보다는 큰 밴드 갭을 가질 수 있다.A conductive clad layer (not shown) may be formed on and / or below the
제2 반도체층(150)은 활성층(130)에 정공을 주입하도록 p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 제2 반도체층(150)은 예를 들어, InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.The
한편, 활성층(130)과 제2 반도체층(150) 사이에 전자제한층(140)이 형성될 수 있으며, 전자제한층(140)은 고 전류 인가 시 제1 반도체층(120)으로부터 활성층(130)으로 주입되는 전자가 활성층(130)에서 재결합되지 않고, 제2 반도체층(150)으로 흐르는 현상을 방지하는 전자 차단층(Electron blocking layer)일 수 있다. 전자제한층(140)은 활성층(130)보다 상대적으로 큰 밴드갭을 가짐으로써, 제1 반도체층(130)으로부터 주입된 전자가 활성층(130)에서 재결합되지 않고 제2 반도체층(150)으로 주입되는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라 활성층(140)에서 전자와 정공의 재결합 확률을 높이고 누설전류를 방지할 수 있다.The
한편, 상술한 전자제한층(140)은 활성층(130)에 포함된 장벽층의 밴드갭보다 큰 밴드갭을 가질 수 있으며, p 형 AlGaN 과 같은 Al 을 포함한 반도체층으로 형성될 수 있고, 이에 한정하지 아니한다.The
상술한 제1 반도체층(120), 활성층(130), 전자제한층(140), 및 제2 반도체층(150)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy), 스퍼터링(Sputtering) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
또한, 제1 반도체층(120) 및 제2 반도체층(150) 내의 도전형 도펀트의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 복수의 반도체층은 다양한 도핑 농도 분포를 갖도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.In addition, the doping concentrations of the conductive dopants in the
또한, 제1 반도체층(120)이 p형 반도체층으로 구현되고, 제2 반도체층(150)이 n형 반도체층으로 구현될 수 있으며, 제2 반도체층(150) 상에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 제3 반도체층(미도시)이 형성될 수도 있다. 이에 따라, 발광 소자(100)는 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. The
한편, 활성층(130)과 제2 반도체층(150)은 일부가 제거되어 제1 반도체층(120)의 일부가 노출될 수 있고, 노출된 제1 반도체층(120) 상에는 제1 전극(174)이 형성될 수 있다. 즉, 제1 반도체층(120)은 활성층(130)을 향하는 상면과 지지부재(110)을 향하는 하면을 포함하고, 상면은 적어도 일 영역이 노출된 영역을 포함하며, 제1 전극(174)은 상면의 노출된 영역 상에 배치될 수 있다.A part of the
한편, 제1 반도체층(120)의 일부가 노출되게 하는 방법은 소정의 식각 방법을 사용할 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 또한, 식각방법은 습식 식각, 건식 식각방법을 사용할 수 있다.Meanwhile, a method of exposing a part of the
또한, 제2 반도체층(150) 상에는 제2 전극(172)이 형성될 수 있다.Also, a
한편, 제1 및 2 전극(172, 174)은 전도성 물질, 예를 들어 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 Ti 중에서 선택된 금속을 포함할 수 있으며, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있고, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며 이에 한정하지 아니한다.The first and
도 2를 참조하면, 발광소자(100)의 활성층(130)은 다중 양자우물 구조를 가질 수 있으며, 따라서 활성층(130)은 제1 내지 제3 우물층(Q1, Q2, Q3) 및 제1 내지 제3 장벽층(B1, B2. B3)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 활성층은 다양한 개수의 우물층과 장벽층을 구비할 수 있다.2, the
여기서는, 제1 반도체층(120)에 가장 인접한 우물층 및 장벽층을 제1 우물층(Q1), 및 제1 장벽층(B1)으로 정의한다.Here, the well layer and the barrier layer closest to the
또한, 제1 내지 제3 우물층(Q1, Q2, Q3) 및 제1 내지 제3 장벽층(B1, B2, B3)은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 교대로 적층되는 구조를 가질 수 있다. The first through third well layers Q1, Q2 and Q3 and the first through third barrier layers B1, B2 and B3 may have a structure in which they are alternately stacked as shown in FIG.
한편, 도 2에서는 각각 제1 내지 제3 우물층(Q1, Q2, Q3) 및 제1 내지 제3 장벽층(B1, B2, B3,)이 형성되고 제1 내지 제3 장벽층(B1, B2, B3)과 제1 내지 제3 우물층(Q1, Q2, Q3)이 교대로 적층되게 형성되도록 도시되었으나, 이에 한정하지 아니하며, 우물층(Q1, Q2, Q3) 및 장벽층(B1, B2, B3)은 임의의 수를 갖도록 형성될 수 있으며, 배치 또한 임의의 배치를 가질 수 있다. 2, the first through third well layers Q1, Q2 and Q3 and the first through third barrier layers B1, B2 and B3 are formed and the first through third barrier layers B1 and B2 Q2 and Q3 and the barrier layers B1, B2 and Q3 and the first to third well layers Q1, Q2 and Q3 are alternately stacked, B3 may be formed to have any number, and the arrangement may also have any arrangement.
도 3을 참조하면, 장벽층(B1, B2. B3)은 제1층(131)과 제2층(132) 및 제1층(131)과 제2층(132) 사이에 위치하는 중간층(133)을 포함할 수 있다.3, the barrier layers B1, B2, and B3 include a
장벽층(B1, B2. B3)은 InaAlbGa1-a-bN (0=a=1, 0 =b=1, 0=a+b=1)의 조성을 갖는 반도체 재료 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The barrier layers B1 and B2 and B3 include any one of semiconductor materials having a composition of In a Al b Ga 1 -ab N (0 = a = 1, 0 = b = 1, 0 = a + b = 1) can do.
제1층(131)은 제1 반도체층(120)과 인접하고, 제1 반도체층(120)의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된다. 예를 들면, 제1 반도체층(120)이 n형 도펀트로 도핑되는 경우, 제1층(131)은 p형 도펀트로 도핑될 수 있다.The
제1층(131)의 두께가 너무 두꺼우면, 제1 반도체층(120)(n형 도펀트로 도핑된 경우)으로부터 주입되는 전자가 활성층(130)으로 공급되기 어렵고, 두께가 너무 얇으면, 층 자체의 특성이 사라지고, 제1 반도체층(120)으로부터 주입되는 전자가 활성층(130)을 넘어 제2 반도체층(150)으로 넘어가는 전자 오버플로잉(electron overflowing) 현상을 방지할 수 없으므로, 제1층(131)의 두께는 1nm 내지 1.5 nm 일 수 있다.If the thickness of the
제2층(132)은 제2 반도체층(150)과 인접하고, 제2 반도체층(150)의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된다. 예를 들면, 제2 반도체층(150)이 p형 도펀트로 도핑되는 경우, 제2층(132)은 n형 도펀트로 도핑될 수 있다.The
제2층(132)의 두께가 너무 두꺼우면, 제2 반도체층(150) (p형 도펀트로 도핑된 경우)으로부터 공급되는 홀이 활성층(130)으로 공급되기 어렵고, 두께가 너무 얇으면, 층 자체의 특성이 사라지므로, 제2층(132)의 두께는 1nm 내지 1.5 nm 일 수 있다.If the thickness of the
여기서, n 형 도펀트는 Si, Ge, Sn 중 어느 하나일 수 있고, p 형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 중 어느 하나일 수 있다.Here, the n-type dopant may be any one of Si, Ge and Sn, and the p-type dopant may be any one of Mg, Zn, Ca, Sr and Ba.
중간층(133)은 제1층(131)과 제2층(132)사이에 위치하고, 도펀트에 의해 도핑되지 않은 충이다. 즉, 중간층(133)은 도펀트가 도핑되지 않아 제1 반도체층(120)에 비해 낮은 전기전도성을 갖는다.The
중간층(133)의 두께는 0.5nm내지 1.5nm 일 수 있다. 중간층(133)의 두께가 0.5nm 보다 얇은 경우 중간층(133)의 특성이 상실되며, 1.5nm 보다 두꺼운 경우, 전자의 이동을 방해하기 때문이다.The thickness of the
따라서, n형 도펀트로 도핑된 제1 반도체층(120)에 인접한 제1층(131)은 p형 도펀트로 도핑되어서, 제1 반도체층(120)으로부터 주입되는 전자가 활성층(130)을 넘어 제2 반도체층(150)으로 넘어가는 전자 오버플로잉(electron overflowing) 현상을 방지하여서, 활성층(130)내에서 전자와 정공의 재결합 확률을 향상시키고, 발광소자의 발광효율을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.Therefore, the
또한, p형 도펀트로 도핑된 제2 반도체층(150)에 인접한 제2층(132)은 n형 도펀트로 도핑되어서, 장벽층(B1, B2. B3)의 높이(height)를 낮추어서, 제2 반도체층(150)에서 제1 반도체층(120)으로 홀 공급을 원활하게 한다. 따라서, 활성층(130)내에서 전자와 정공의 재결합 확률을 향상시키고, 발광소자의 발광효율을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.The
또한, 장벽층(B1, B2. B3)은 장벽층(B1, B2. B3)을 감싸서 인접한 우물층(Q1, Q2, Q3)으로 도펀트의 확산을 방지하는 제1캡핑층(134)과 제2캡핑층(135)을 포함할 수 있다.The barrier layers B1 and B2 and B3 are formed by a
제1캡핑층(134)은 제1층(131)의 아래에 위치하고, 도펀트에 의해 도핑되지 않는 언도프트 층이다.The
제2캡핑층(135)은 제2층(132)의 위에 위치하고, 도펀트에 의해 도핑되지 않는 언도프트 층이다. The
바람직하게는 제1캡핑층(134)과 제2캡핑층(135)은 우물층(Q1, Q2, Q3)과 접하게 위치할 수 있다.Preferably, the
제1캡핑층(134)과 제2캡핑층(135)의 두께가 너무 두꺼우면, 활성층(130) 내에서의 전자의 이동을 방해하고, 너무 얇으면, 도펀트의 확산을 방지할 수 없으므로, 제1캡핑층(134)과 제2캡핑층(135)의 두께는 0.5nm내지 1.5nm일 수 있다.
If the thicknesses of the
도 4는 다른 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도, 도 5는 도 4의 발광소자의 B부분 확대 단면도, 도 6은 도 5의 발광소자의 D부분 확대 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment, FIG. 5 is an enlarged sectional view of a portion B of FIG. 4, and FIG. 6 is an enlarged sectional view of a D portion of the light emitting device of FIG.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(200)는 지지부재(210), 지지부재(210) 상에 배치되는 제1 전극층(220), 제1 반도체층(230), 활성층(250), 및 제2 반도체층(260)을 포함한 발광 구조물(270) 및 제2 전극층(282)을 포함할 수 있다.4, the
지지부재(210)는 열전도성이 우수한 물질을 이용하여 형성할 수 있으며, 또한 전도성 물질로 형성할 수 있는데, 금속 물질 또는 전도성 세라믹을 이용하여 형성할 수 있다. 지지부재(210)는 단일층으로 형성될 수 있고, 이중 구조 또는 그 이상의 다중 구조로 형성될 수 있다.The
즉, 지지부재(210)는 금속, 예를 들어 Au, Ni, W, Mo, Cu, Al, Ta, Ag, Pt, Cr중에서 선택된 어느 하나로 형성하거나 둘 이상의 합금으로 형성할 수 있으며, 서로 다른 둘 이상의 물질을 적층하여 형성할 수 있다. 또한 지지부재(210)는 Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, GaN, Ga2O3 와 같은 캐리어 웨이퍼로 구현될 수 있다.That is, the
이와 같은 지지부재(210)는 발광소자(200)에서 발생하는 열의 방출을 용이하게 하여 발광소자(200)의 열적 안정성을 향상시킬 수 있다.Such a
한편, 지지부재(210) 상에는 제1 전극층(220)이 형성될 수 있으며, 제1 전극층(220)은 오믹층(ohmic layer)(미도시), 반사층(reflective layer)(미도시), 본딩층(bonding layer)(미도시) 중 적어도 한 층을 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 전극층(220)은 오믹층/반사층/본딩층의 구조이거나, 오믹층/반사층의 적층 구조이거나, 반사층(오믹 포함)/본딩층의 구조일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예컨대, 제1 전극층(220)은 절연층상에 반사층 및 오믹층이 순차로 적층된 형태일 수 있다.A first electrode layer 220 may be formed on the
반사층(미도시)은 오믹층(미도시) 및 절연층(미도시) 사이에 배치될 수 있으며, 반사특성이 우수한 물질, 예를 들어 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성되거나, 상기 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있다. 또한 반사층(미도시)은 IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다. 또한 반사층(미도시)을 발광 구조물(270)(예컨대, 제1 반도체층(230))과 오믹 접촉하는 물질로 형성할 경우, 오믹층(미도시)은 별도로 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The reflective layer (not shown) may be disposed between an ohmic layer (not shown) and an insulating layer (not shown), and may be formed of a material having excellent reflection characteristics, such as Ag, Ni, Al, Rh, Pd, , Zn, Pt, Au, Hf, and combinations thereof. Alternatively, the metal material and the transparent conductive material such as IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, . Further, the reflective layer (not shown) can be laminated with IZO / Ni, AZO / Ag, IZO / Ag / Ni, AZO / Ag / Ni and the like. When a reflective layer (not shown) is formed of a material in ohmic contact with the light emitting structure 270 (for example, the first semiconductor layer 230), an ohmic layer (not shown) may not be formed separately, I do not.
오믹층(미도시)은 발광 구조물(270)의 하면에 오믹 접촉되며, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다. 오믹층(미도시)은 투광성 전극층과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다. 오믹층(미도시)은 제1 반도체층(230)에 캐리어의 주입을 원활히 하기 위한 것으로, 반드시 형성되어야 하는 것은 아니다.The ohmic layer (not shown) is in ohmic contact with the lower surface of the
또한 제1 전극층(220)은 본딩층(미도시)을 포함할 수 있으며, 이때 본딩층(미도시)은 배리어 금속(barrier metal), 또는 본딩 금속, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 이에 한정하지 않는다.The first electrode layer 220 may include a bonding layer (not shown), and the bonding layer may include a barrier metal or a bonding metal such as Ti, Au, Sn, Ni , Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, or Ta.
발광 구조물(270)은 적어도 제1 반도체층(230), 활성층(250) 및 제2 반도체층(260)을 포함할 수 있고, 제1 반도체층(230)과 제2 반도체층(260) 사이에 활성층(250)이 게재된 구성으로 이루어질 수 있다. The
상기 제1 전극층(220) 상에는 제1 반도체층(230)이 형성될 수 있다. 상기 제1 반도체층(230)은 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 p형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0 =y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.The
제1 반도체층(230) 상에는 활성층(250)이 형성될 수 있다. 활성층(250)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 단일 또는 다중 양자 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다.The
활성층(250)이 양자우물구조로 형성된 경우 예컨데, InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0 =y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1-a-bN (0=a=1, 0 =b=1, 0=a+b=1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.When the
활성층(250)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전형 클래드층(미도시)은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 활성층(250)의 밴드 갭보다는 큰 밴드 갭을 가질 수 있다.A conductive clad layer (not shown) may be formed on and / or below the
한편, 활성층(250)과 제1 반도체층(230) 사이에 중간층(240)이 형성될 수 있으며, 중간층(240)은 고 전류 인가 시 제2 반도체층(260)으로부터 활성층(250)으로 주입되는 전자가 활성층(250)에서 재결합되지 않고 제1 반도체층(230)으로 흐르는 현상을 방지하는 전자 차단층(Electron blocking layer)일 수 있다. 중간층(미도시)은 활성층(250)보다 상대적으로 큰 밴드갭을 가짐으로써, 제2 반도체층(260)으로부터 주입된 전자가 활성층(250)에서 재결합되지 않고 제1 반도체층(230)으로 주입되는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라 활성층(250)에서 전자와 정공의 재결합 확률을 높이고 누설전류를 방지할 수 있다.The
한편, 상술한 중간층(240)은 활성층(250)에 포함된 장벽층의 밴드갭보다 큰 밴드갭을 가질 수 있으며, p 형 AlGaN 과 같은 Al 을 포함한 반도체층으로 형성될 수 있고, 이에 한정하지 아니한다.Meanwhile, the
활성층(250) 상에는 제2 반도체층(260)이 형성될 수 있다. 제2 반도체층(260)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있으며, n형 반도체층은 예컨데, InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0 =y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, 예를 들어, Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다. A
제2 반도체층(260)상에는 제2 반도체층(260)과 전기적으로 연결된 제2 전극층(282)이 형성될 수 있으며, 제2 전극층(282)은 적어도 하나의 패드 또는/및 소정 패턴을 갖는 전극을 포함할 수 있다. 제2 전극층(282)은 제2 반도체층(260)의 상면 중 센터 영역, 외측 영역 또는 모서리 영역에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 제2 전극층(282)은 상기 제2 반도체층(260)의 위가 아닌 다른 영역에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. A
제2 전극층(282)은 전도성 물질, 예를 들어 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi 중에서 선택된 금속 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
한편, 발광 구조물(270)은 제2 반도체층(260) 상에 제2 반도체층(260)과 반대의 극성을 갖는 제3 반도체층(미도시)을 포함할 수 있다. 또한 제1 반도체층(230)이 n 형 반도체층이고, 제2 반도체층(260)이 p 형 반도체층으로 구현될 수도 있다. 이에 따라 발광 구조층(270)은 N-P 접합, P-N 접합, N-P-N 접합 및 P-N-P 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Meanwhile, the
발광 구조물(270)의 상부에는 광 추출 구조(284)가 형성될 수 있다.A
광 추출 구조(270)는 제2 반도체층(260)의 상면에 형성되거나, 또는 발광 구조물(270)의 상부에 투광성 전극층(미도시)을 형성한 후 투광성 전극층(미도시)의 상부에 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.The
광 추출 구조(284)는 투광성 전극층(미도시), 또는 제2 반도체층(260)의 상부 표면의 일부 또는 전체 영역에 형성될 수 있다. 광 추출 구조(284)는 투광성 전극층(미도시), 또는 제2 반도체층(260)의 상면의 적어도 일 영역에 대해 에칭을 수행함으로써 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 상기 에칭 과정은 습식 또는/및 건식 에칭 공정을 포함하며, 에칭 과정을 거침에 따라서, 투광성 전극층(미도시)의 상면 또는 제2 반도체층(260)의 상면은 광 추출 구조(284)를 형성하는 러프니스를 포함할 수 있다. 러프니스는 랜덤한 크기로 불규칙하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 러프니스는 평탄하지 않는 상면으로서, 텍스쳐(texture) 패턴, 요철 패턴, 평탄하지 않는 패턴(uneven pattern) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
러프니스는 측 단면이 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대 등 다양한 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 바람직하게 뿔 형상을 포함한다.The roughness may be formed to have various shapes such as a cylinder, a polygonal column, a cone, a polygonal pyramid, a truncated cone, a polygonal pyramid, and the like, preferably including a horn shape.
한편, 상기 광추출구조(284)는 PEC(photo electro chemical) 등의 방법으로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 광추출구조(284)가 투광성 전극층(미도시)의 또는 제2 반도체층(260)의 상부면에 형성됨에 따라서 활성층(250)으로부터 생성된 빛이 투광성 전극층(미도시), 또는 제2 반도체층(260)의 상부면으로부터 전반사되어 재흡수되거나 산란되는 것이 방지될 수 있으므로, 발광소자(200)의 광 추출 효율의 향상에 기여할 수 있다.Meanwhile, the
발광 구조물(270)의 측면 및 상부 영역에는 패시베이션(290)이 형성될 수 있으며, 패시베이션(290)은 절연성 재질로 형성될 수 있다.The
도 5 를 참조하면, 발광소자(200)의 활성층(250)은 다중 양자우물 구조를 가질 수 있으며, 따라서 활성층(230)은 제1 내지 제3 우물층(Q1, Q2, Q3) 및 제1 내지 제3 장벽층(B1, B2. B3)을 포함할 수 있다.5, the
여기서는, 제1 반도체층(230)에 가장 인접한 우물층 및 장벽층을 제1 우물층(Q1), 및 제1 장벽층(B1)으로 정의한다.Here, the well layer and the barrier layer closest to the
또한, 제1 내지 제3 우물층(Q1, Q2, Q3) 및 제1 내지 제3 장벽층(B1, B2, B3)은 도 5에 도시된 바와 같이 서로 교대로 적층되는 구조를 가질 수 있다. The first through third well layers Q1, Q2, and Q3 and the first through third barrier layers B1, B2, and B3 may have a structure in which they are alternately stacked as shown in FIG.
한편, 도 5에서는 각각 제1 내지 제3 우물층(Q1, Q2, Q3) 및 제1 내지 제3 장벽층(B1, B2, B3,)이 형성되고 제1 내지 제3 장벽층(B1, B2, B3)과 제1 내지 제3 우물층(Q1, Q2, Q3)이 교대로 적층되게 형성되도록 도시되었으나, 이에 한정하지 아니하며, 우물층(Q1, Q2, Q3) 및 장벽층(B1, B2, B3)은 임의의 수를 갖도록 형성될 수 있으며, 배치 또한 임의의 배치를 가질 수 있다. 5, the first through third well layers Q1, Q2 and Q3 and the first through third barrier layers B1, B2 and B3 are formed and the first through third barrier layers B1 and B2 Q2 and Q3 and the barrier layers B1, B2 and Q3 and the first to third well layers Q1, Q2 and Q3 are alternately stacked, B3 may be formed to have any number, and the arrangement may also have any arrangement.
도 6을 참조하면, 장벽층(B1, B2. B3)은 제1층(251)과 제2층(252) 및 제1층(251)과 제2층(252) 사이에 위치하는 중간층(253)을 포함할 수 있다.Referring to Figure 6, the barrier layers B1, B2, and B3 include a
장벽층(B1, B2. B3)은 InaAlbGa1-a-bN (0=a=1, 0 =b=1, 0=a+b=1)의 조성을 갖는 반도체 재료 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The barrier layers B1 and B2 and B3 include any one of semiconductor materials having a composition of In a Al b Ga 1 -ab N (0 = a = 1, 0 = b = 1, 0 = a + b = 1) can do.
제1층(251)은 제1 반도체층(230)과 인접하고, 제1 반도체층(230)의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된다. 예를 들면, 제1 반도체층(230)이 p형 도펀트로 도핑되는 경우, 제1층(251)은 n형 도펀트로 도핑될 수 있다.The
제1층(251)의 두께가 너무 두꺼우면, 제1 반도체층(230) (p형 도펀트로 도핑된 경우)으로부터 공급되는 홀이 활성층(250)으로 공급되기 어렵고, 두께가 너무 얇으면, 층 자체의 특성이 사라지므로, 제1층(251)의 두께는 1nm 내지 1.5 nm 일 수 있다.If the thickness of the
제2층(252)은 제2 반도체층(260)과 인접하고, 제2 반도체층(260)의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된다. 예를 들면, 제2 반도체층(260)이 p형 도펀트로 도핑되는 경우, 제2층(252)은 n형 도펀트로 도핑될 수 있다.The
제2층(252)의 두께가 너무 두꺼우면, 제2 반도체층(260)(n형 도펀트로 도핑된 경우)으로부터 주입되는 전자가 활성층(250)으로 공급되기 어렵고, 두께가 너무 얇으면, 층 자체의 특성이 사라지고, 제2 반도체층(260)으로부터 주입되는 전자가 활성층(250)을 넘어 제1 반도체층(230)으로 넘어가는 전자 오버플로잉(electron overflowing) 현상을 방지할 수 없으므로, 제2층(252)의 두께는 1nm 내지 1.5 nm 일 수 있다.If the thickness of the
여기서, n 형 도펀트는 Si, Ge, Sn 중 어느 하나일 수 있고, p 형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 중 어느 하나일 수 있다.Here, the n-type dopant may be any one of Si, Ge and Sn, and the p-type dopant may be any one of Mg, Zn, Ca, Sr and Ba.
중간층(253)은 제1층(251)과 제2층(252)사이에 위치하고, 도펀트에 의해 도핑되지 않은 충이다. 즉, 중간층(253)은 도펀트가 도핑되지 않아 제1 반도체층(230)에 비해 낮은 전기전도성을 갖는다.The
중간층(253)의 두께는 0.5nm내지 1.5nm 일 수 있다. 중간층(253)의 두께가 0.5nm 보다 얇은 경우 중간층(253)의 특성이 상실되며, 1.5nm 보다 두꺼운 경우, 전자의 이동을 방해하기 때문이다.The thickness of the
따라서, p형 도펀트로 도핑된 제1 반도체층(230)에 인접한 제1층(251)은 n형 도펀트로 도핑되어서, 장벽층(B1, B2. B3)의 높이(height)를 낮추어서, 제1 반도체층(230)에서 제2 반도체층(260)으로 홀 공급을 원활하게 한다. 따라서, 활성층(250)내에서 전자와 정공의 재결합 확률을 향상시키고, 발광소자의 발광효율을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.Thus, the
또한, n형 도펀트로 도핑된 제2 반도체층(260)에 인접한 제2층(252)은 p형 도펀트로 도핑되어서, 제2 반도체층(260)으로부터 주입되는 전자가 활성층(250)을 넘어 제1 반도체층(230)으로 넘어가는 전자 오버플로잉(electron overflowing) 현상을 방지하여서, 활성층(250)내에서 전자와 정공의 재결합 확률을 향상시키고, 발광소자의 발광효율을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.The
또한, 장벽층(B1, B2. B3)은 장벽층(B1, B2. B3)을 감싸서 인접한 우물층(Q1, Q2, Q3)으로 도펀트의 확산을 방지하는 제1캡핑층(254)과 제2캡핑층(255)을 포함할 수 있다.The barrier layers B1 and B2 and B3 may be formed by a
제1캡핑층(254)은 제1층(251)의 아래에 위치하고, 도펀트에 의해 도핑되지 않는 언도프트 층이다.The
제2캡핑층(255)은 제2층(252)의 위에 위치하고, 도펀트에 의해 도핑되지 않는 언도프트 층이다. The
바람직하게는 제1캡핑층(254)과 제2캡핑층(255)은 우물층(Q1, Q2, Q3)과 접하게 위치할 수 있다.Preferably, the
제1캡핑층(254)과 제2캡핑층(255)의 두께가 너무 두꺼우면, 활성층(250) 내에서의 전자의 이동을 방해하고, 너무 얇으면, 도펀트의 확산을 방지할 수 없으므로, 제1캡핑층(254)과 제2캡핑층(255)의 두께는 0.5nm내지 1.5nm일 수 있다.
If the thicknesses of the
도 7은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 나타낸 사시도이고, 도 8는 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 나타낸 단면도이다.FIG. 7 is a perspective view illustrating a light emitting device package including the light emitting device according to the embodiment, and FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device package including the light emitting device according to the embodiment.
도 7 및 도 8를 참조하면, 발광소자 패키지(500)는 캐비티(520)가 형성된 몸체(510), 몸체(510)에 실장되는 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)과, 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)과 전기적으로 연결되는 발광소자(530), 및 발광소자(530)를 덮도록 캐비티(520)에 충진되는 봉지재(미도시)를 포함할 수 있다. 7 and 8, the light emitting
몸체(510)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 몸체(510)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다. The
몸체(510)의 내면은 경사면이 형성될 수 있다. 이러한 경사면의 각도에 따라 발광소자(530)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. The inner surface of the
광의 지향각이 줄어들수록 발광소자(530)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 발광소자(530)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.Concentration of light emitted to the outside from the
한편, 몸체(510)에 형성되는 캐비티(520)를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The shape of the
발광소자(530)는 제1 리드 프레임(540) 상에 실장되며, 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 발광소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광소자일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 발광소자(530)는 한 개 이상 실장될 수 있다.The
또한, 발광소자(530)는 그 전기 단자들이 모두 상부 면에 형성된 수평형 타입(Horizontal type)이거나, 또는 상, 하부 면에 형성된 수직형 타입(Vertical type), 또는 플립 칩(flip chip) 모두에 적용 가능하다.The
봉지재(미도시)는 발광소자(530)를 덮도록 캐비티(520)에 충진될 수 있다.The encapsulant (not shown) may be filled in the
봉지재(미도시)는 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 캐비티(520) 내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.The encapsulant (not shown) may be formed of silicon, epoxy, or other resin material. The encapsulant may be filled in the
또한 봉지재(미도시)는 형광체를 포함할 수 있으며, 형광체는 발광소자(530)에서 방출되는 광의 파장에 종류가 선택되어 발광소자 패키지(500)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다. In addition, the encapsulant (not shown) may include a phosphor, and the phosphor may be selected to be a wavelength of light emitted from the
이러한 형광체는 발광소자(530)에서 방출되는 광의 파장에 따라 청색 발광 형광체, 청록색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체, 황녹색 발광 형광체, 황색 발광 형광체, 황적색 발광 형광체, 오렌지색 발광 형광체, 및 적색 발광 형광체중 하나가 적용될 수 있다. The phosphor may be one of a blue light emitting phosphor, a blue light emitting phosphor, a green light emitting phosphor, a sulfur green light emitting phosphor, a yellow light emitting phosphor, a yellow red light emitting phosphor, an orange light emitting phosphor, and a red light emitting phosphor depending on the wavelength of light emitted from the
즉, 형광체는 발광소자(530)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(530)가 청색 발광 다이오드이고 형광체가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기되어 황색 빛을 방출할 수 있으며, 청색 발광 다이오드에서 발생한 청색 빛 및 청색 빛에 의해 여기 되어 발생한 황색 빛이 혼색됨에 따라 발광소자 패키지(500)는 백색 빛을 제공할 수 있다. That is, the phosphor may be excited by the light having the first light emitted from the
이와 유사하게, 발광소자(530)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체를 혼용하는 경우, 발광소자(530)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.Similarly, when the
이러한 형광체는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 형광체일 수 있다.Such a fluorescent material may be a known fluorescent material such as a YAG, TAG, sulfide, silicate, aluminate, nitride, carbide, nitridosilicate, borate, fluoride or phosphate.
제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The first and second lead frames 540 and 550 may be formed of a metal material such as titanium, copper, nickel, gold, chromium, tantalum, (Pt), tin (Sn), silver (Ag), phosphorus (P), aluminum (Al), indium (In), palladium (Pd), cobalt (Co), silicon (Si), germanium , Hafnium (Hf), ruthenium (Ru), and iron (Fe). Also, the first and second lead frames 540 and 550 may be formed to have a single layer or a multilayer structure, but the present invention is not limited thereto.
제1 제2 리드 프레임(540, 550)은 서로 이격되어 서로 전기적으로 분리된다. 발광소자(530)는 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)상에 실장되며, 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)은 발광소자(530)와 직접 접촉하거나 또는 솔더링 부재(미도시)와 같은 전도성을 갖는 재료를 통해서 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 발광소자(530)는 와이어 본딩을 통해 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 따라서 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)에 전원이 연결되면 발광소자(530)에 전원이 인가될 수 있다. 한편, 수개의 리드 프레임(미도시)이 몸체(510)내에 실장되고 각각의 리드 프레임(미도시)이 발광소자(530)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.The first and second lead frames 540 and 550 are separated from each other and electrically separated from each other. The
도 9는 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이며, 도 10 는 도 9 의 조명장치의 C-C′ 단면을 도시한 단면도이다.FIG. 9 is a perspective view illustrating a lighting device including a light emitting device according to an embodiment, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line C-C 'of the lighting device of FIG.
도 9 및 도 10을 참조하면, 조명장치(600)는 몸체(610), 몸체(610)와 체결되는 커버(630) 및 몸체(610)의 양단에 위치하는 마감캡(650)을 포함할 수 있다.9 and 10, the
몸체(610)의 하부면에는 발광소자 모듈(640)이 체결되며, 몸체(610)는 발광소자 패키지(644)에서 발생된 열이 몸체(610)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있다.A light emitting
발광소자 패키지(644)는 PCB(642) 상에 다색, 다열로 실장되어 어레이를 이룰 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라서 다양한 이격 거리를 가지고 실장될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 이러한 PCB(642)로 MPPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 등을 사용할 수 있다.The light emitting
발광소자 패키지(644)는 연장된 리드 프레임(미도시)를 포함하여 향상된 방열 기능을 가질 수 있으므로, 발광소자 패키지(644)의 신뢰성과 효율성이 향상될 수 있으며, 발광소자 패키지(622) 및 발광소자 패키지(644)를 포함하는 조명장치(600)의 사용 연한이 연장될 수 있다.The light emitting
커버(630)는 몸체(610)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.The
커버(630)는 내부의 발광소자 모듈(640)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(630)는 발광소자 패키지(644)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(630)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(630)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다. The
한편, 발광소자 패키지(644)에서 발생한 광은 커버(630)를 통해 외부로 방출되므로 커버(630)는 광 투과율이 우수하여야 하며, 발광소자 패키지(644)에서 발생한 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(630)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.Since the light generated in the light emitting
마감캡(650)은 몸체(610)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 마감캡(650)에는 전원핀(652)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명장치(600)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.The finishing
도 11 은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.11 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device including a light emitting device according to an embodiment.
도 11 은 에지-라이트 방식으로, 액정표시장치(700)는 액정표시패널(710)과 액정표시패널(710)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(770)을 포함할 수 있다.11, the
액정표시패널(710)은 백라이트 유닛(770)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(710)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(712) 및 박막 트랜지스터 기판(714)을 포함할 수 있다.The liquid
컬러 필터 기판(712)은 액정표시패널(710)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.The
박막 트랜지스터 기판(714)은 구동 필름(717)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로 기판(718)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(714)은 인쇄회로 기판(718)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로 기판(718)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.The thin film transistor substrate 714 is electrically connected to a printed
박막 트랜지스터 기판(714)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다. The thin film transistor substrate 714 may include a thin film transistor and a pixel electrode formed as a thin film on another substrate of a transparent material such as glass or plastic.
백라이트 유닛(770)은 빛을 출력하는 발광소자 모듈(720), 발광소자 모듈(720)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(710)로 제공하는 도광판(730), 도광판(730)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(752, 766, 764) 및 도광판(730)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(730)으로 반사시키는 반사 시트(747)로 구성된다.The
발광소자 모듈(720)은 복수의 발광소자 패키지(724)와 복수의 발광소자 패키지(724)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(722)을 포함할 수 있다. 이 경우 굽어진 발광소자 패키지(724)의 실장의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The light emitting
한편, 백라이트 유닛(770)은 도광판(730)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(710) 방향으로 확산시키는 확산필름(766)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘필름(752)으로 구성될 수 있으며, 프리즘필름(750)를 보호하기 위한 보호필름(764)을 포함할 수 있다.The
도 12 은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다. 다만, 도 11 에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.12 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device including a light emitting device according to an embodiment. However, the parts shown and described in Fig. 11 are not repeatedly described in detail.
도 12 은 직하 방식으로, 액정표시장치(800)는 액정표시패널(810)과 액정표시패널(810)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(870)을 포함할 수 있다.12, the liquid
액정표시패널(810)은 도 11에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.The liquid
백라이트 유닛(870)은 복수의 발광소자 모듈(823), 반사시트(824), 발광소자 모듈(823)과 반사시트(824)가 수납되는 하부 섀시(830), 발광소자 모듈(823)의 상부에 배치되는 확산판(840) 및 다수의 광학필름(860)을 포함할 수 있다.The
발광소자 모듈(823) 복수의 발광소자 패키지(822)와 복수의 발광소자 패키지(822)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(821)을 포함할 수 있다.The light emitting
반사 시트(824)는 발광소자 패키지(822)에서 발생한 빛을 액정표시패널(810)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.The
한편, 발광소자 모듈(823)에서 발생한 빛은 확산판(840)에 입사하며, 확산판(840)의 상부에는 광학 필름(860)이 배치된다. 광학 필름(860)은 확산 필름(866), 프리즘필름(850) 및 보호필름(864)를 포함하여 구성될 수 있다.Light generated in the light emitting
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 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 illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
100 : 발광소자 120 : 제1 도전형 반도체층
130 : 활성층 140 : 제2 도전형 반도체층100: light emitting device 120: first conductivity type semiconductor layer
130: active layer 140: second conductivity type semiconductor layer
Claims (15)
상기 활성층은 적어도 하나의 우물층 및 상기 우물층 보다 큰 밴드갭을 가지는 장벽층을 포함하며,
상기 장벽층은,
상기 제1 반도체층과 인접하고, 상기 제1 반도체층의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된 제1층;
상기 제2 반도체층과 인접하고, 상기 제2 반도체층의 극성과 반대되는 극성의 도펀트로 도핑된 제2층; 및
상기 제1층과 상기 제2층 사이에 위치하고, 도펀트에 의해 도핑되지 않은 중간층을 포함하는 발광소자.A light emitting structure including a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, and an active layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer,
Wherein the active layer comprises at least one well layer and a barrier layer having a bandgap greater than the well layer,
Wherein the barrier layer comprises
A first layer adjacent to the first semiconductor layer and doped with a dopant having a polarity opposite to the polarity of the first semiconductor layer;
A second layer adjacent to the second semiconductor layer and doped with a dopant having a polarity opposite to the polarity of the second semiconductor layer; And
And an intermediate layer which is located between the first layer and the second layer and is not doped with a dopant.
상기 장벽층은,
InaAlbGa1-a-bN (0=a=1, 0 =b=1, 0=a+b=1)의 조성을 갖는 반도체 재료 중 어느 하나를 포함하고,
상기 장벽층은,
상기 제1층의 아래에 위치하는 제1캡핑층과,
상기 제2층의 위에 위치하는 제2캡핑층을 더 포함하고,
상기 제1층과 상기 제2층의 두께는 1nm 내지 1.5 nm 이고,
상기 중간층의 두께는 0.5nm내지 1.5nm이고,
상기 제1캡핑층과 상기 제2캡핑층의 두께는 0.5nm내지 1.5nm인 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the barrier layer comprises
A semiconductor material having a composition of In a Al b Ga 1-ab N (0 = a = 1, 0 = b = 1, 0 = a + b = 1)
Wherein the barrier layer comprises
A first capping layer located under the first layer,
And a second capping layer overlying the second layer,
Wherein the thickness of the first layer and the second layer is 1 nm to 1.5 nm,
The thickness of the intermediate layer is 0.5 nm to 1.5 nm,
Wherein the thickness of the first capping layer and the second capping layer is 0.5 nm to 1.5 nm.
상기 제1층은 n형 도펀트로 도핑되고, 상기 제2층은 p형 도펀트로 도핑되고,
상기 n 형 도펀트는,
Si, Ge, Sn 중 어느 하나이고,
상기 p 형 도펀트는,
Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 중 어느 하나인 발광소자.The method according to claim 1,
The first layer is doped with an n-type dopant, the second layer is doped with a p-type dopant,
The n-type dopant,
Si, Ge, or Sn,
The p-
Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba.
상기 제1캡핑층과 상기 제2캡핑층은 상기 우물층과 접하게 위치하는 발광소자.The method of claim 3,
Wherein the first capping layer and the second capping layer are positioned in contact with the well layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120127477A KR101955313B1 (en) | 2012-11-12 | 2012-11-12 | Light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120127477A KR101955313B1 (en) | 2012-11-12 | 2012-11-12 | Light emitting device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140060763A KR20140060763A (en) | 2014-05-21 |
KR101955313B1 true KR101955313B1 (en) | 2019-03-08 |
Family
ID=50889971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120127477A KR101955313B1 (en) | 2012-11-12 | 2012-11-12 | Light emitting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101955313B1 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI282636B (en) * | 2005-12-29 | 2007-06-11 | Epistar Corp | Semiconductor light-emitting device and manufacturing method thereof |
KR101065070B1 (en) * | 2007-04-24 | 2011-09-15 | 에피스타 코포레이션 | Light emitting device |
KR100907510B1 (en) * | 2007-06-22 | 2009-07-14 | 서울옵토디바이스주식회사 | Light emitting diodes and manufacturing method |
KR20120022280A (en) * | 2010-09-01 | 2012-03-12 | 삼성엘이디 주식회사 | Nitride semiconductor light emitting device |
KR20120035510A (en) * | 2010-10-05 | 2012-04-16 | 엘지디스플레이 주식회사 | Nitride semiconductor light emitting device |
-
2012
- 2012-11-12 KR KR1020120127477A patent/KR101955313B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140060763A (en) | 2014-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8648384B2 (en) | Light emitting device | |
KR20130067821A (en) | Light emitting device | |
US20130119420A1 (en) | Light emitting device | |
US8350274B2 (en) | Light emitting device, method of manufacturing the light emitting device, light emitting device package, and lighting unit | |
KR101843740B1 (en) | Light emitting device | |
KR101865405B1 (en) | Light emitting device | |
KR20150032115A (en) | Light emitting device | |
KR101818753B1 (en) | Light emitting device | |
KR101907618B1 (en) | Light emitting device | |
KR20130031932A (en) | Light emitting device | |
KR20140099075A (en) | Light emitting device | |
KR101855064B1 (en) | Light emitting device | |
KR20140097899A (en) | Light emitting device | |
KR20140097603A (en) | Light emitting device | |
KR101832165B1 (en) | Light emitting device | |
KR20140099687A (en) | Light emitting device | |
KR102218719B1 (en) | Light emitting device | |
KR101955313B1 (en) | Light emitting device | |
KR20130039168A (en) | Light emitting device | |
KR20130013968A (en) | Light emitting device | |
KR20140029585A (en) | Light emitting device | |
KR20130050145A (en) | Light emitting device | |
KR20150015983A (en) | Light emitting device | |
KR20140142056A (en) | Light emitting device | |
KR20140097900A (en) | Light emitting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right |