KR102065381B1 - Light emitting device and light emitting device package - Google Patents
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Abstract
발광 소자는 기판 상에 배치된 제1 도전형 반도체층과, 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층과, 활성층 상에 배치되는 전자 차단층과, 전자 차단층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층을 포함한다. 활성층은 다수의 배리어층과, 다수의 배리어층 사이에 배치된 다수의 우물층과, 전자 차단층에 인접하는 적어도 하나의 배리어층에 접하도록 배치된 더미층을 포함한다. 전자 차단층은 다수의 기수번째 층과, 다수의 기수번째 층 사이에 배치된 다수의 우수번째 층을 포함한다. 다수의 기수번째 층 각각의 에너지 밴드갭은 상이할 수 있다.The light emitting device includes a first conductivity type semiconductor layer disposed on a substrate, an active layer disposed on the first conductivity type semiconductor layer, an electron blocking layer disposed on the active layer, and a second conductivity type disposed on the electron blocking layer. It includes a semiconductor layer. The active layer includes a plurality of barrier layers, a plurality of well layers disposed between the plurality of barrier layers, and a dummy layer disposed to contact at least one barrier layer adjacent to the electron blocking layer. The electron blocking layer includes a plurality of odd-numbered layers and a plurality of even-numbered layers disposed between the plurality of odd-numbered layers. The energy bandgap of each of the plurality of radix layers may be different.
Description
실시예는 발광 소자에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting device.
실시예는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.Embodiments relate to a light emitting device package.
발광 소자를 구비한 발광 소자 패키지에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다.Research into light emitting device packages having light emitting devices is being actively conducted.
발광 소자는 예컨대 반도체 물질로 형성되어 전기 에너지를 빛으로 변환하여 주는 반도체 발광 소자 또는 반도체 발광 다이오드이다. The light emitting device is, for example, a semiconductor light emitting device or a semiconductor light emitting diode which is formed of a semiconductor material and converts electrical energy into light.
반도체 발광 소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 반도체 발광 소자로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. Semiconductor light emitting devices have the advantages of low power consumption, semi-permanent life, fast response speed, safety and environmental friendliness compared to conventional light sources such as fluorescent and incandescent lamps. Accordingly, many researches are being conducted to replace the existing light source with a semiconductor light emitting device.
반도체 발광 소자는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Semiconductor light emitting devices have been increasingly used as light sources for lighting devices such as various lamps, liquid crystal display devices, electronic signs, and street lamps that are used indoors and outdoors.
실시예는 연색 지수를 향상시킬 수 있는 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device capable of improving the color rendering index.
실시예는 광 출력을 향상시킬 수 있는 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device capable of improving light output.
실시예는 구동 전압을 낮출 수 있는 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device capable of lowering a driving voltage.
실시예는 상기 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지를 제공한다.An embodiment provides a light emitting device package including the light emitting device.
실시예에 따르면, 발광 소자는, 기판; 상기 기판 상에 배치된 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층; 상기 활성층 상에 배치되는 전자 차단층; 및 상기 전자 차단층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 활성층은, 다수의 배리어층; 상기 다수의 배리어층 사이에 배치된 다수의 우물층; 및 상기 전자 차단층에 인접하는 적어도 하나의 배리어층에 접하도록 배치된 더미층을 포함하고, 상기 전자 차단층은, 다수의 기수번째 층; 및 상기 다수의 기수번째 층 사이에 배치된 다수의 우수번째 층을 포함하고, 상기 다수의 기수번째 층 각각의 에너지 밴드갭은 상이하다. According to an embodiment, the light emitting device comprises: a substrate; A first conductivity type semiconductor layer disposed on the substrate; An active layer disposed on the first conductivity type semiconductor layer; An electron blocking layer disposed on the active layer; And a second conductivity type semiconductor layer disposed on the electron blocking layer, wherein the active layer comprises: a plurality of barrier layers; A plurality of well layers disposed between the plurality of barrier layers; And a dummy layer disposed to contact at least one barrier layer adjacent to the electron blocking layer, wherein the electron blocking layer comprises: a plurality of radix layers; And a plurality of even-numbered layers disposed between the plurality of odd-numbered layers, wherein the energy bandgap of each of the plurality of odd-numbered layers is different.
실시예에 따르면, 발광 소자 패키지는, 몸체; 상기 몸체 상에 제1 및 제2 리드 전극; 및 상기 몸체 또는 상기 제1 및 제2 리드 전극 중 어느 하나 위에 배치되는 발광 소자를 포함한다. According to an embodiment, the light emitting device package, the body; First and second lead electrodes on the body; And a light emitting device disposed on the body or any one of the first and second lead electrodes.
실시예는 배리어층의 두께를 다르게 하여 줌으로써, 연색 지수와 광 출력이 향상되고 구동 전압이 낮아질 수 있다.In embodiments, by varying the thickness of the barrier layer, the color rendering index and the light output may be improved and the driving voltage may be lowered.
실시예는 전자 차단층의 기수번째 층들의 에너지 밴드갭을 다르게 하여 줌으로써, 연색 지수와 광 출력이 향상되고 구동 전압이 낮아질 수 있다. According to the embodiment, by varying the energy band gaps of the odd-numbered layers of the electron blocking layer, the color rendering index and the light output may be improved, and the driving voltage may be lowered.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 2는 연색 지수와 광출력의 관계를 도시한 그래프이다.
도 3은 배리어층의 두께에 따른 광 출력을 도시한 그래프이다.
도 4는 도 1의 활성층을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 일 예시도이다.
도 6은 도 1의 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 다른 예시도이다.
도 7은 실시예의 파장에 따른 광 출력을 도시한 그래프이다.
도 8은 실시예에 따른 수평형 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 9는 실시예에 따른 플립형 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 10은 실시예에 따른 수직형 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 11은 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to the embodiment.
2 is a graph showing the relationship between the color rendering index and light output.
3 is a graph showing the light output according to the thickness of the barrier layer.
4 is a cross-sectional view of the active layer of FIG. 1.
5 is an exemplary diagram illustrating an energy band diagram of the light emitting device of FIG. 1.
6 is another exemplary diagram illustrating an energy band diagram of the light emitting device of FIG. 1.
7 is a graph showing the light output according to the wavelength of the embodiment.
8 is a cross-sectional view illustrating a horizontal light emitting device according to the embodiment.
9 is a cross-sectional view illustrating a flip type light emitting device according to the embodiment.
10 is a cross-sectional view illustrating a vertical light emitting device according to the embodiment.
11 is a cross-sectional view showing a light emitting device package according to the embodiment.
발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the invention, in the case where it is described as being formed on the "top" or "bottom" of each component, the top (bottom) or the bottom (bottom) is the two components are mutually It includes both direct contact or one or more other components disposed between and formed between the two components. In addition, when expressed as "up (up) or down (down)" may include the meaning of the down direction as well as the up direction based on one component.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to the embodiment.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자(1)는 기판(3)과, 상기 기판(3) 상에 배치된 발광 구조물(10) 및 상기 발광 구조물(10)에 형성된 전자 차단층(15)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
상기 기판(1)은 발광 구조물(10)을 성장시키는 한편 상기 발광 구조물(10)을 지지하는 역할을 하며, 반도체 물질의 성장에 적합한 물질, 즉 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 상기 기판(1)은 상기 발광 구조물(10)과 격자 상수가 유사하고 열적 안정성을 갖는 재질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다.The
상기 기판(1)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다.The
상기 기판(1)과 상기 발광 구조물(10) 사이에 버퍼층(3)이 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
상기 버퍼층(3)은 상기 기판(1)과 상기 발광 구조물(10) 사이의 큰 격자 상수 차이를 완화하여 주기 위해 형성될 수 있다. 즉, 상기 기판(1) 상에 상기 버퍼층(3)이 형성되고, 상기 버퍼층(3) 상에 상기 발광 구조물(10)이 형성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 발광 구조물(10)은 상기 버퍼층(3)과의 격자 상수 차이가 작으므로, 상기 발광 구조물(10)이 상기 버퍼층(3) 상에 불량 없이 안정적으로 성장되어 전기적 및 광학적 특성이 향상될 수 있다.The
상기 발광 구조물(10)은 적어도 제1 도전형 반도체층(5), 활성층(7) 및 제2 도전형 반도체층(9)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
예컨대, 상기 활성층(7)은 상기 제1 도전형 반도체층(5) 상에 배치되고, 상기 제2 도전형 반도체층(9)은 상기 활성층(7) 상에 배치될 수 있다.For example, the
상기 버퍼층(3), 상기 제1 도전형 반도체층(5), 상기 활성층(7) 및 상기 제2 도전형 반도체층(9)은 II-VI족 또는 III-V족 화합물 반도체 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 도전형 반도체층(5), 상기 활성층(7) 및 상기 제2 도전형 반도체층(9)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 및 AlInN로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
예컨대, 상기 제1 도전형 반도체층(5)은 n형 도펀트를 포함하는 n형 반도체층이고, 상기 제2 도전형 반도체층(9)은 p형 반도체층일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 n형 도펀트는 Si, Ge, Sn 등을 포함하고, 상기 p형 도펀트는 상기 p형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함하지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, the first conductivity-
상기 활성층(7)은 상기 제1 도전형 반도체층(5)을 통해서 주입되는 제1 캐리어, 예컨대 전자와 상기 제2 도전형 반도체층(9)을 통해서 주입되는 제2 캐리어, 예컨대 정공이 서로 결합되어, 상기 활성층(7)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드갭(Energy Band Gap)에 상응하는 파장을 갖는 빛을 방출할 수 있다. The
상기 활성층(7)은 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 활성층(7)은 우물층과 배리어층을 한 주기로 하여 우물층과 배리어층이 반복적으로 형성될 수 있다. 상기 우물층과 배리어층의 반복주기는 발광 소자의 특성에 따라 변형 가능하므로, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
상기 활성층(7)은 예를 들면, InGaN/GaN의 주기, InGaN/AlGaN의 주기, InGaN/InGaN의 주기 등으로 형성될 수 있다. 상기 배리어층의 밴드갭은 상기 우물층의 밴드갭보다 크게 형성될 수 있다.The
도시되지 않았지만, 상기 제1 도전형 반도체층(5)의 아래 및/또는 상기 제2 도전형 반도체층(9) 상에 제3 도전형 반도체층이 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 도전형 반도체층(5)의 아래에 배치된 제3 도전형 반도체층은 상기 제2 도전형 반도체층(9)과 동일한 도전형 도펀트를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 상기 제2 도전형 반도체층(9)의 위에 배치된 제3 도전형 반도체층은 제1 도전형 반도체층(5)과 동일한 도전형 도펀트를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Although not shown, a third conductive semiconductor layer may be disposed under the first
도 2에 도시한 바와 같이, 일반적으로 연색 지수(CRI: Color Rendering Index))와 광 출력은 반비례 관계를 가질 수 있다.As shown in FIG. 2, in general, color rendering index (CRI) and light output may have an inverse relationship.
즉, 발광 소자의 파장이 증가할수록, 연색 지수는 증가하는데 반해, 광 출력은 감소될 수 있다. 특히, 450nm 이하의 피크 파장에서는 광 출력이 증가될 수 있다. 하지만, 450nm의 피크 파장부터는 연색 지수는 증가되지만 광 출력은 감소될 수 있다. That is, as the wavelength of the light emitting device increases, the color rendering index increases, while the light output may decrease. In particular, the light output may be increased at the peak wavelength of 450 nm or less. However, from the peak wavelength of 450 nm, the color rendering index increases but the light output may decrease.
통상적으로 업계에서 요구하는 연색 지수는 80 이상이고 일반 조명용 제품에서는 82 또는 83 정도가 요구될 수 있다. Typically, the color rendering index required by the industry is 80 or higher and 82 or 83 may be required for general lighting products.
예컨대, 452.5nm 이상의 피크 파장에서 연색 지수는 적어도 85 이상을 달성할 수 있고 457.5nm 이상의 피크 파장에서 90 정도의 연색 지수가 달성될 수 있다. For example, the color rendering index at a peak wavelength of 452.5 nm or more can achieve at least 85 or more and a color rendering index of about 90 can be achieved at a peak wavelength of 457.5 nm or more.
따라서, 450nm 이상의 피크 파장에서 연색 지수의 증가와 함께 광출력이 증가 내지 적어도 유지될 수 있는 발광 소자의 개발이 절실하다.Therefore, the development of a light emitting device that can increase or at least maintain the light output with an increase in the color rendering index at a peak wavelength of 450nm or more is urgent.
광출력은 발광소자의 주 파장과 관련이 있으며, 이는 현재 상용화 단계에 있는 형광체 기술의 효율이 450nm 이하에서는 저하되기 때문이다. The light output is related to the main wavelength of the light emitting device because the efficiency of the phosphor technology currently in the commercialization stage is lowered below 450 nm.
발광소자에서 450nm 이상의 피크 파장을 갖기 위해서는 활성층의 에너지 밴드갭의 조절이 필요하다. 예를 들어 활성층이 InGaN/GaN인 경우 우물층의 In 함량을 조절함으로써 에너지 밴드갭을 조절할 수 있다. 그런데, In의 함량을 높이면, 활성층의 막 품질을 저하시키므로, 이를 보완하기 위하여 배리어층의 두께를 증가시킬 필요가 있다. 배리어층이 복수인 경우, 복수 개의 베리어층의 두께를 모두 증가시킴으로써 보완해줄 수 있다.In order to have a peak wavelength of 450 nm or more in the light emitting device, it is necessary to adjust the energy band gap of the active layer. For example, when the active layer is InGaN / GaN, the energy band gap may be controlled by adjusting the In content of the well layer. By increasing the content of In, however, since the film quality of the active layer is lowered, it is necessary to increase the thickness of the barrier layer to compensate for this. When there are a plurality of barrier layers, the thickness can be compensated by increasing the thicknesses of the barrier layers.
도 3은 활성층의 복수의 배리어층의 두께를 6.5nm에서, 7nm, 8nm 및 9nm으로 변화를 준 후 발광소자의 광출력(Po)를 측정한 실험 데이터다. 도 3에 도시된 바와 같이, 베리어층의 두께를 증가시키면 시킬수록, 광출력(Po)이 저하되는 것을 알 수 있다. 3 is experimental data obtained by measuring the light output (Po) of the light emitting device after changing the thickness of the plurality of barrier layers of the active layer from 6.5nm, 7nm, 8nm and 9nm. As shown in FIG. 3, as the thickness of the barrier layer increases, the light output Po decreases.
배리어층의 두께가 9nm, 8nm 및 7nm을 줄어들수록 450nm 이상의 피크 파장에서 광출력은 증가함을 알 수 있다. 즉, 9nm의 두께를 갖는 배리어층보다는 8nm의 두께를 갖는 배리어층에서 더 큰 광출력이 얻어지고, 8nm의 두께를 갖는 배리어층보다는 7nm의 두께의 배리어층에서 더 큰 광출력이 얻어질 수 있다. 다만, 9nm의 두께의 배리어층, 8nm의 두께를 갖는 배리어층 및 7nm의 두께를 갖는 배리어층 모두에서 파장이 증가함에 따라 광출력이 서서히 감소하는 경향을 보이고 있다. 특히, 배리어층의 두께가 6.5nm인 경우, 광출력이 급격히 감소되는 경향을 보이고 있다.As the thickness of the barrier layer decreases to 9 nm, 8 nm, and 7 nm, the light output increases at the peak wavelength of 450 nm or more. That is, a larger light output can be obtained in a barrier layer having a thickness of 8 nm than a barrier layer having a thickness of 9 nm, and a larger light output can be obtained in a barrier layer having a thickness of 7 nm than a barrier layer having a thickness of 8 nm. . However, as the wavelength increases in both the barrier layer having a thickness of 9 nm, the barrier layer having a thickness of 8 nm, and the barrier layer having a thickness of 7 nm, the light output tends to decrease gradually. In particular, when the thickness of the barrier layer is 6.5nm, the light output tends to decrease rapidly.
여기서, 활성층에 포함된 모든 배리어층의 두께는 동일하다. 예컨대, 활성층에 포함된 모든 배리어층의 두께가 9nm일 수 있다. Here, the thicknesses of all barrier layers included in the active layer are the same. For example, all barrier layers included in the active layer may have a thickness of 9 nm.
도 3에 도시한 바와 같이, 배리어층의 두께가 감소함에 따라 광출력이 향상되지만, 이에 반비례하여 배리어층의 두께가 감소함에 따라 구동 전압은 증가되는 문제가 있다. 이는 배리어층의 두께가 증가됨에 따라 활성층의 벌크 저항(bulk resistance)이 증가되고, 이러한 벌크 저항의 증가로 인해 구동 전압이 증가되는 것으로 보인다. As shown in FIG. 3, the light output is improved as the thickness of the barrier layer decreases, but inversely, the driving voltage increases as the thickness of the barrier layer decreases. This is because the bulk resistance of the active layer increases as the thickness of the barrier layer increases, and the driving voltage increases due to the increase of the bulk resistance.
실시예는 연색 지수와 광출력을 향상시키면서 구동 전압을 낮출 수 있는 발광 소자를 구현할 수 있다. The embodiment can implement a light emitting device capable of lowering a driving voltage while improving color rendering index and light output.
도 4는 도 1의 활성층을 도시한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of the active layer of FIG. 1.
도 4를 참조하면, 상기 활성층(7)은 다수의 배리어층(11a, 11b, 11c, 11d), 다수의 우물층(13a, 13b, 13c) 및 제1 및 제2 더미층(15a, 15b)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
상기 우물층(13a, 13b, 13c)은 상기 배리어층(11a, 11b, 11c, 11d) 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 배리어층(11a) 상에 제1 우물층(13a)이 배치되고, 상기 제1 우물층(13a) 상에 제2 배리어층(11b)이 배치되고, 상기 제2 배리어층(11b) 상에 제2 우물층(13b)이 배치될 수 있다. 상기 제2 우물층(13b) 상에 제3 배리어층(11c)이 배치되고, 상기 제3 배리어층(11c) 상에 제3 우물층(13c)이 배치되고, 상기 제3 우물층(13c) 상에 제4 배리어층(11d)이 배치될 수 있다. The well layers 13a, 13b, and 13c may be disposed between the barrier layers 11a, 11b, 11c, and 11d. For example, a
상기 제1 내지 제3 우물층(13a, 13b, 13c)은 인접하는 배리어층(11a, 11b, 11c, 11d)에서 제공된 전자 또는 정공이 채워질 수 있다. 상기 전자 또는 정공이 재결합하여 광이 생성될 수 있다.The first to third
상기 제1 도전형 반도체층(5)에 근접한 배리어층(11a)의 두께보다는 상기 전자 차단층(15)에 근접한 배리어층(11d)의 두께가 더 클 수 있지만 이에 대해서는 한정하지 않는다. The thickness of the
상기 전자 차단층(15)에 근접한 배리어층(11d)의 두께와 상기 제1 도전형 반도체층(5)에 근접한 배리어층(11a)의 두께의 차이만큼의 두께를 갖는 더미층(15b)이 상기 전자 차단층(15)에 근접한 배리어층(11d)에 접하여 형성될 수 있다. The
상기 제1 더미층(15a)과 상기 제2 더미층(15b)은 상기 제3 우물층(13c)에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2 더미층(15b)은 상기 제4 배리어층(11d)과 상기 제3 우물층(13c) 사이에 배치되고, 상기 제1 더미층(15a)은 상기 제3 우물층(13c)과 상기 제3 배리어층(11c) 사이에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
상기 제1 및 제2 더미층(15a, 15b) 각각은 상기 제3 배리어층(11c) 및 제4 배리어층(11d)의 두께를 증가시켜 제3 우물층(13c)과 상기 제4 배리어층(11d) 사이의 격자 상수 차이로 인한 에너지 밴드가 구부러지는 것(band bending)을 완화하여 광출력을 증가시키는 역할을 할 수 있다. Each of the first and second dummy layers 15a and 15b may increase the thickness of the
이는 450nm 이상의 주 피크 영역을 갖도록, 발광에 큰 기여를 하는 제3 우물층(13c)의 조성을 조절 하더라도, 막 품질에는 영향을 주지 않는 역할을 할 수 있다. This may play a role of not affecting the film quality even if the composition of the
또한, 제2도전형 반도체층(9)에 인접한 제 3 배리어층(11c) 및 제4 배리어층(11d)에 인접하여, 제1, 2 더미층(15a, 15b)를 형성함으로써, 전체 벌크 저항의 증가는 최소화하면서 광출력을 증가시킬 수 있다.In addition, by forming the first and second dummy layers 15a and 15b adjacent to the
실시예의 활성층(7)은 450nm 이상의 피크 파장의 광을 생성할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
도 4에는 상기 제1 및 제2 더미층(15a, 15b)은 제3 우물층(13c)의 양측에 배치되는 것으로 도시되고 있지만, 상기 제2 더미층(15b)은 상기 제2 도전형 반도체층(9)에 인접하는 N개의 우물층과 상기 N개의 우물층에 인접하는 배리어층 사이에 배치될 수도 있다. 여기서, N은 0 이상의 자연수이다.In FIG. 4, the first and second dummy layers 15a and 15b are disposed on both sides of the
도시되지 않았지만, 상기 제2 더미층(15b)은 상기 제2 우물층(13b)과 상기 제3 배리어층(11c) 사이에 배치될 수도 있다. 즉, 상기 제2 배리어층(11b) 상에 상기 제2 우물층(13b)이 배치되고, 상기 제2 우물층(13b) 상에 제2 더미층(15b)이 배치되고, 상기 제2 더미층(15b) 상에 제3 배리어층(11c)이 배치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제2 더미층(15b)은 상기 제3 배리어층(11c)의 두께를 증가시켜 제2 우물층(13b)과 상기 제3 배리어층(11c) 사이의 격자 상수 차이로 인한 에너지 밴드가 구부러지는 것을 완화하여 광출력을 증가시키는 역할을 할 수 있다. Although not shown, the
예컨대, 상기 제1 내지 제4 배리어층(11a, 11b, 11c, 11d) 각각은 6mm의 두께(S1, S2, S3, S4)를 가지고, 상기 제1 및 제2 더미층(15a, 15b) 각각은 10 Å의 두께(t1, t2)를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, each of the first to
상기 제1 및 제2 더미층(15a, 15b) 각각은 5Å 내지 30 Å 의 범위의 두께(t1, t2)를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.Each of the first and second dummy layers 15a and 15b may have thicknesses t1 and t2 in a range of 5 kPa to 30 kPa, but is not limited thereto.
상기 제1 내지 제3 우물층(13a, 13b, 13c) 각각은 20 Å 내지 50 Å의 두께를 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제3 우물층(13a, 13b, 13c) 각각은 바람직하게 32Å일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.Each of the first to third
도 5는 도 1의 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 일 예시도이다.5 is an exemplary diagram illustrating an energy band diagram of the light emitting device of FIG. 1.
예컨대, 상기 제1 도전형 반도체층(5)의 에너지 밴드갭(Egn1)은 상기 제2 도전형 반도체층(9)의 에너지 밴드갭(Egp1)과 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층(5)과 상기 제2 도전형 반도체층(9)은 모두 AlGaN을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.For example, the energy band gap Egn1 of the first conductivity
상기 활성층(7)은 다수의 배리어층(11a, 11b, 11c, 11d)와 다수의 우물층(13a, 13b, 13c)를 포함할 수 있다. The
상기 배리어층(11a, 11b, 11c, 11d)의 에너지 밴드갭(Ega1)은 상기 우물층(13a, 13b, 13c)의 에너지 밴드갭(Ega2)보다 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 배리어층(11a, 11b, 11c, 11d)는 GaN을 포함하고, 상기 우물층(13a, 13b, 13c)은 InGaN을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The energy bandgap Ega1 of the barrier layers 11a, 11b, 11c, and 11d may be larger than the energy bandgap Ega2 of the
상기 전자 차단층(15)은 서로 상이한 에너지 밴드갭(Ego1, Ego2, Ego3, Ego4, Ege1)을 갖는 다수의 층을 포함하는 초격자(superlattice) 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 전자 차단층(15)은 다수의 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)과 다수의 우수번째 층(19a, 19b, 19c)을 포함할 수 있다. 상기 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)과 상기 우수번째 층(19a, 19b, 19c)은 서로 교대로 배치될 수 있다.The
예컨대, 다수의 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)들 중에서, 제2 기수번째 층(17b)의 에너지 밴드갭(Ego2)이 가장 크고, 제3 기수번째 층(17c)부터 마지막 기수번째 층(17d)은 에너지 밴드갭(Ego3, Ego4)이 선형적으로 또는 비선형적으로 작아질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이러한 경우, 상기 제3 기수번째 층(17c)과 상기 마지막 기수번째 층(17d) 사이에 다수의 기수번째 층이 추가로 배치될 수 있다. For example, among the plurality of
예컨대, 상기 활성층(7)의 마지막 배리어층, 즉 제4 배리어층(11a)에 접하여 제1 기수번째 층(17a)이 형성되고, 상기 제1 기수번째 층(17a)에 접하여 제1 우수번째 층(19a)이 형성될 수 있다. 상기 제1 우수번째 층(19a)에 접하여 제2 기수번째 층(17b)이 형성되고, 상기 제2 기수번째 층(17b)에 접하여 제2 우수번째 층(19b)이 형성될 수 있다. 상기 제2 우수번째 층(19b)에 접하여 상기 제3 기수번째 층(17c)이 형성되고, 상기 제3 기수번째 층(17c)에 접하여 제3 우수번째 층(19c)이 형성되며, 상기 제3 우수번째 층(19c)에 접하여 제4 기수번째 층(19d)이 형성될 수 있다. For example, a
상기 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)은 AlxGa(1-x)N (0<x<1) 의 조성식을 갖는 화합물 반도체 재질로 형성될 수 있고, 상기 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c)는 GaN을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The first to
상기 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)의 에너지 밴드갭 각각은 서로 상이할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The energy bandgaps of the first to
상기 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 각각의 에너지 밴드갭은 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The energy bandgap of each of the first to third even-numbered
상기 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c)의 에너지 밴드갭은 상기 활성층(7)의 우물층(13a, 13b, 13c)의 에너지 밴드갭과 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The energy bandgap of the first to third even-numbered
상기 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)과 상기 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 각각의 두께는 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The thickness of each of the first to
예컨대, 상기 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)과 상기 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 각각의 두께는 4nm 내지 10nm일 수 있다. 제1 내지 4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)과 상기 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 각각의 두께는 바람직하게 6nm일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, each of the first to
상기 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d) 각각의 에너지 밴드갭(Eg1, Eg3, Eg5, Eg7)은 상기 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 각각의 에너지 밴드갭(Eg2, Eg4, Eg6)보다 적어도 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The energy bandgaps Eg1, Eg3, Eg5, and Eg7 of each of the first to
예컨대, 상기 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d) 각각의 Al 함량은 10% 내지 30%일 수 있다. 예컨대, 상기 제1 기수번째 층(17a)의 Al 함량은 바람직하게 15%이고, 상기 제2 기수번째 층(17b)의 Al 함량은 바람직하게 25%이고, 상기 제3 기수번째 층(17c)의 Al 함량은 바람직하게 18%이며, 상기 제4 기수번째 층(17d)의 Al 함량은 바람직하게 12%일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, the Al content of each of the first to
상기 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)의 에너지 밴드갭(Ego1, Ego2, Ego3, Ego4)은 상기 활성층(7)에서 상기 제2 도전형 반도체층(9)으로 갈수록 커졌다가 감소하는 형상을 가질 수 있다. The energy band gaps Ego1, Ego2, Ego3, and Ego4 of the radix-
예컨대, 상기 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d) 중에서 제2 기수번째 층(17b)의 에너지 밴드갭(Ego2)이 제일 크고, 제3 기수번째 층(17c)의 에너지 밴드갭(Ego3)이 그 다음 크고, 제1 기수번째 층(17a)의 에너지 밴드갭(Ego1)이 그 다음 크며, 제4 기수번째 층(17d)의 에너지 밴드갭(Ego4)이 제일 작을 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, the energy bandgap Ego2 of the
마지막 기수번째 층(17d)의 에너지 밴드갭(Ego4)은 제1 기수번째 층(17a)의 에너지 밴드갭(Ego1)보다 클 수도 있고 작을 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The energy bandgap Ego4 of the
도 5의 전자 차단층(15)은 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d) 각각의 에너지 밴드갭(Ego1, Ego2, Ego3, Ego4)이 커졌다가 작아지는 형상을 가짐으로써, 전자 차단층(15) 내의 내부 전기장을 최소화하여 밴드 구브러짐(band bending)을 제거하여 제2 도전형 반도체층(19)에서 생성된 정공의 활성층(15)으로 주입을 용이하게 하여 주어 연색 지수가 향상되고 구동 전압이 낮아지며 광 출력이 향상되거나 유지될 수 있다. The
도 6은 도 1의 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 다른 예시도이다.6 is another exemplary diagram illustrating an energy band diagram of the light emitting device of FIG. 1.
도 6은 전자 차단층의 에너지 밴드의 형상을 제외하고는 도 5와 거의 유사하다. 따라서, 도 6에 대한 설명에서 도 5와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.FIG. 6 is similar to FIG. 5 except for the shape of the energy band of the electron blocking layer. Therefore, in the description of FIG. 6, a description overlapping with FIG. 5 will be omitted.
도 6에서, 전자 차단층(15)의 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d) 각각의 에너지 밴드갭(Ego1, Ego2, Ego3, Ego4)은 도 5와 동일하다. In FIG. 6, the energy band gaps Ego1, Ego2, Ego3, and Ego4 of the radix layers 17a, 17b, 17c, and 17d of the
전자 차단층(15)의 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 각각의 에너지 밴드갭(Ege1)은 도 5의 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 각각의 에너지 밴드갭(Ege1)보다 크다.The energy bandgap Ege1 of each of the even-numbered
다시 말해, 상기 우수번째 층(19a, 19b, 19c)은 AlGaN을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. In other words, the even-numbered
상기 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 각각의 Al 함량은 상기 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d) 각각의 Al 함량과 상이할 수 있다. 즉, 상기 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)은 AlxGa(1-x)N (0<x<1) 의 조성식을 갖는 화합물 반도체 재질로 형성될 수 있고, 상기 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c)은 AlyGa(1-y)N의 조성식을 갖는 화합물 반도체 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The Al content of each of the
상기 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d) 각각의 에너지 밴드갭(Ego1, Ego2, Ego3, Ego4)은 상기 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 각각의 에너지 밴드갭(Ege1)보다 적어도 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The energy band gaps Ego1, Ego2, Ego3, and Ego4 of each of the first to
예컨대, 상기 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)각각의 Al 함량은 10% 내지 30%이고, 상기 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 각각의 Al 함량은 2% 내지 15%일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 상기 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 각각의 Al 함량은 바람직하게 8%일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.For example, the Al content of each of the first to
도 6의 전자 차단층(15)은 모든 층들, 즉 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)과 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 모두 적어도 Al을 포함하도록 하여 제1 내지 제4 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d)과 제1 내지 제3 우수번째 층(19a, 19b, 19c) 사이의 에너지 밴드갭의 차이를 줄여줌으로써, 전자 차단층(15) 내의 내부 전기장을 최소화하여 밴드 구브러짐(band bending)을 제거하여 제2 도전형 반도체층(19)에서 생성된 정공의 활성층(15)으로 주입을 용이하게 하여 주어 연색 지수가 향상되고 구동 전압이 낮아지며 광 출력이 향상되거나 유지될 수 있다. The
도 7에 도시한 바와 같이, 도 5 및 도 6과 같이 전차 차단층(15)의 다수의 층(17a, 17b, 17c, 17d, 19a, 19b, 19c)의 에너지 밴드갭의 형상을 변경하여 줌으로써, 파장이 증가하더라도 광출력이 일정하게 유지됨을 알 수 있다. 특히, 455nm 의 장파장에서도 광출력이 줄어들지 않음을 알 수 있다. As shown in FIG. 7, by changing the shape of the energy band gap of the plurality of
상기 기수번째 층(17a, 17b, 17c, 17d) 및/또는 상기 우수번째 층(19a, 19b, 19c)은 0% 내지 3%의 In을 더 포함할 수 있다. 이와 같이, In 함량이 소량 추가됨으로써, 상기 전자 차단층(15)에 의한 밴드 구부러짐이 보다 더 완화되어 광 특성이 개선될 수 있다.The odd-numbered
도 8 내지 도 10는 도 1의 발광 소자가 실제로 채용된 제품을 도시한다.8 to 10 show products in which the light emitting device of FIG. 1 is actually employed.
도 8은 실시예에 따른 수평형 발광 소자를 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a horizontal light emitting device according to the embodiment.
도 8을 참조하면, 실시예에 따른 수평형 발광 소자는 기판(3), 버퍼층(5), 발광 구조물(20), 투명 도전층(32) 및 제1 및 제2 전극(34, 36)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the horizontal light emitting device according to the embodiment may include a
상기 기판(3), 상기 버퍼층(5) 및 상기 발광 구조물(20)은 이미 앞서 상세히 설명한 바 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.Since the
상기 투명 도전층(32)은 상기 발광 구조물(20), 구체적으로 제2 도전형 반도체층(9) 상에 배치될 수 있다. 만일 상기 제2 도전형 반도체층(9) 상에 제1 도전형 반도체층(7)과 동일한 도전형 도펀트를 포함하는 제3 도전형 반도체층이 배치되는 경우, 상기 투명 도전층(32)은 상기 제3 도전형 반도체층 상에 배치될 수 있다.The transparent
상기 투명 도전층(32)은 전류를 스프레팅하는 역할을 하거나 상기 발광 구조물(20)과 오믹 콘택을 형성하여 상기 발광 구조물(20)에 보다 용이하게 전류가 흐르도록 하는 역할을 할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The transparent
상기 투명 도전층(32)은 광이 투과되는 투명한 도전 물질로 형성될 수 있다. 상기 투명한 도전 물질로는, ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나가 포함될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The transparent
상기 제1 전극(34)은 상기 제1 도전형 반도체층(7)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극(36)은 상기 투명 도전층(32)에 전기적으로 연결될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
상기 제1 및 제2 전극(34, 36)은 예컨대 Al, Ti, Cr, Ni, Pt, Au, W, Cu 및 Mo으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 이들의 적층을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The first and
도시되지 않았지만, 상기 제1 및 제2 전극(34, 36) 각각의 하부에 전류가 집중되는 것을 방지하기 위한 전류 차단층이 배치될 수 있다. Although not shown, a current blocking layer may be disposed below each of the first and
도 9는 실시예에 따른 플립형 발광 소자를 도시한 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating a flip type light emitting device according to the embodiment.
도 9는 반사층을 제외하고는 도 8과 거의 유사하다. 9 is almost similar to FIG. 8 except for the reflective layer.
도 9를 참조하면, 실시예에 따른 플립형 발광 소자는 기판(3), 버퍼층(5), 발광 구조물(20), 반사층(42) 및 제1 및 제2 전극(44.46)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the flip type light emitting device according to the embodiment may include a
상기 버퍼층(5)은 상기 기판(3) 아래에 배치되고, 상기 발광 구조물(20)은 상기 버퍼층(5) 아래에 배치되고, 상기 반사층(42)은 상기 발광 구조물(20) 아래에 배치되고, 상기 제1 전극(44)은 상기 제1 도전형 반도체층(7) 아래에 배치되며, 상기 제2 전극(46)은 상기 제2 도전형 반도체층(9) 아래에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
상기 기판(3), 상기 버퍼층(5) 및 상기 발광 구조물(20)은 이미 앞서 상세히 설명한 바 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.Since the
상기 반사층(42)은 상기 발광 구조물(20), 구체적으로 제2 도전형 반도체층(9) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(9) 아래에 제1 도전형 반도체층(7)과 동일한 도전형 도펀트를 포함하는 제3 도전형 반도체층이 배치되는 경우, 상기 반사층(42)은 상기 제3 도전형 반도체층 아래에 배치될 수 있다.The
상기 반사층(42)은 활성층(7)에서 생성되어 하부 방향으로 진행된 광을 상부 방향으로 반사시켜 주어 발광 효율을 향상시켜 주는 역할을 할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
상기 반사층(42)은 반사 특성이 우수한 반사 물질을 포함하는데, 예컨대 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 Hf로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 이들의 적층을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
상기 반사층(42)이 상기 제2 도전형 반도체층(9)과의 오믹 콘택 특성이 좋지 안은 경우, 투명 도전층(미도시)이 상기 제2 도전형 반도체층(9)과 상기 반사층(42) 사이에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 투명 도전층은 상기 제2 도전형 반도체층(9)과의 오믹 컨택 특성이 우수한 투명한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 투명 도전층은 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.When the
도 10은 실시예에 따른 수직형 발광 소자를 도시한 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating a vertical light emitting device according to the embodiment.
도 10의 설명에서 도 8에 도시된 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 상세한 설명은 생략한다. In the description of FIG. 10, detailed descriptions of components having the same functions illustrated in FIG. 8 will be omitted.
도 10을 참조하면, 실시예에 따른 수직형 발광 소자는 지지 기판(61), 접합층(59), 전극층(57), 오믹 콘택층(55), 전류 차단층(53), 채널층(51), 보호층(63) 및 전극(65)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the vertical light emitting device according to the embodiment may include a
상기 지지 기판(61)은 그 위에 형성되는 복수의 층들을 지지할 뿐만 아니라 전극으로서의 기능을 가질 수 있다. The
상기 지지 기판(61)은 예를 들어, 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 구리-텅스텐(Cu-W) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
상기 접합층(59)은 본딩층으로서, 상기 전극층(57)과 상기 지지 기판(61) 사이에 형성된다. 상기 접합층(59)은 전극층(57)과 상기 지지 기판(61) 사이의 접착력을 강화시켜 주는 매개체 역할을 할 수 있다. The
상기 접합층(59)은 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Nb, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 및 Ta로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
상기 전극층(57)은 활성층(7)에 전원을 공급하는 전극으로서의 역할을 하며, 활성층(7)으로부터 생성되어 하부 방향으로 진행된 광을 반사시켜 주는 역할을 할 수 있다. 상기 전극층(57)을 반사층이라 명명할 수도 있다.The
만일 상기 전극층(57)이 상기 제2 도전형 반도체층(9)과 오믹 콘택이 우수한 경우, 상기 오믹 콘택층(55)은 생략될 수 있다. 이러한 경우, 상기 전극층(57)은 전극, 반사 기능 및 오믹 콘택 기능을 가질 수 있다. If the
상기 전극층(57)은 예컨대 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 Hf로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 이들의 적층을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
상기 전극층(57)과 상기 제2 도전형 반도체층(9)의 주변 영역의 둘레를 따라 채널층(51)이 형성될 수 있다. 상기 채널층(51)은 상기 오믹 콘택층(55)이 생략된 경우, 상기 전극층(57)과 상기 제2 도전형 반도체층(9)에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다.The
상기 채널층(51)은 외부의 이물질에 의한 전극층(57)의 측면과 발광 구조물(20)의 측면 사이의 전기적인 쇼트를 방지하여 줄 수 있다. The
상기 채널층(51)은 절연 물질 예를 들어, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
전류의 집중을 방지하기 위해 전류 차단층(53)이 상기 제2 도전형 반도체층(9)과 상기 전극층(57) 사이에 배치될 수 있다. In order to prevent concentration of current, a
상기 전류 차단층(53)은 적어도 상기 전극(65)의 일부 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다. The
수직형 발광 소자에서는 전극층(57)은 판 형상인데 반해 전극(65)은 상기 발광 구조물(20)의 일부 영역에만 형성되는 패턴 형상이므로, 상기 전극(65)과 상기 전극층(57)에 전원이 인가되는 경우 상기 전극(65)의 수직 방향을 따라 전류가 집중적으로 흐르게 된다. 따라서, 상기 전극(65)에 수직으로 중첩되는 위치에 전류 차단층(53)이 배치됨으로써, 상기 전극(65)에 수직으로 흐르는 전류가 상기 전류 차단층(53)의 주변으로 분산되게 된다.In the vertical light emitting device, the
상기 전류 차단층(53)은 상기 전극층(57)보다 작은 전기 전도성을 갖거나, 상기 전극층(57)보다 큰 전기 절연성을 갖거나, 상기 발광 구조물(20)과 쇼트키 접촉을 형성하는 재질을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 전류 차단층(53)은 예를 들어, ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, ZnO, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiOx, Ti, Al 및 Cr로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3은 절연 물질일 수 있다.The
상기 발광 구조물(20)의 측면의 둘레를 따라 보호층(63)이 배치될 수 있다. 상기 보호층(63)은 일 영역이 상기 채널층(51)의 상면에 접촉되고 타 영역이 상기 제1 도전형 반도체층(7)의 상면의 에지 영역에 배치될 수 있다. A
상기 보호층(63)은 상기 발광 구조물(20)과 지지 기판(61) 사이의 전기적 쇼트를 방지하는 역할을 할 수 있다. 상기 보호층(63)은 예를 들어, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, TiO2 및 Al2O3로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함하는 절연성 재질을 포함할 수 있지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
상기 보호층(63)은 상기 채널층(51)과 동일한 물질을 포함할 수 있지만, 이에 대해 한정하지 않는다.The
상기 제1 도전형 반도체층(7)의 상면에는 광을 효율적으로 추출하기 위한 광 추출 구조가 형성될 수 있다. 상기 광 추출 구조는 요철이나 러프니스 구조를 가질 수 있다. 상기 요철은 일정하게 또는 랜덤하게 형성될 수 있다.A light extraction structure for efficiently extracting light may be formed on the upper surface of the first
상기 광 추출 구조 상에 전극(65)이 배치될 수 있다. An
상기 전극(65)은 예컨대 Al, Ti, Cr, Ni, Pt, Au, W, Cu 및 Mo으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 이들의 적층을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
도 11은 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.11 is a cross-sectional view showing a light emitting device package according to the embodiment.
도 11을 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 몸체(101)와, 상기 몸체(101)에 설치된 제1 리드 전극(103) 및 제2 리드 전극(105)과, 상기 제1 리드 전극(103) 및 제2 리드 전극(105)으로부터 전원을 발광 소자(107)와, 상기 발광 소자(107)를 포위하는 몰딩부재(113)를 포함한다.Referring to FIG. 11, the light emitting device package according to the embodiment includes a
상기 몸체(101)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(107)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The
상기 제1 리드 전극(103) 및 제2 리드 전극(105)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(107)에 전원을 제공한다.The first
또한, 상기 제1 및 제2 리드 전극(103, 105)은 상기 발광 소자(107)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(107)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.In addition, the first and second
상기 발광 소자(107)는 상기 제1 리드 전극(103), 제2 리드 전극(105) 및 상기 몸체(101) 중 어느 하나 위에 설치될 수 있으며, 와이어 방식, 다이 본딩 방식 등에 의해 상기 제1 및 제 2 리드 전극(103, 105)에 전기적으로 연결될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예컨대, 상기 발광 소자(107)의 일측, 예컨대 상기 발광 소자(107)의 배면은 상기 제1 리드 전극(103)의 상면에 전기적으로 접하고, 상기 발광 소자(107)의 타측은 와이어(109)를 이용하여 상기 제2 리드 전극(105)에 전기적으로 연결될 수 있다. The
실시예의 발광 소자(107)는 위에서 설명된 수평형 발광 소자, 플립형 발광 소자 및 수직형 발광 소자 중 어느 하나일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
상기 몰딩부재(113)는 상기 발광 소자(107)를 포위하여 상기 발광 소자(107)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(113)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(107)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 COB(Chip On Board) 타입을 포함하며, 상기 몸체(101)의 상면은 평평하고, 상기 몸체(101)에는 복수의 발광 소자(107)가 설치될 수도 있다.The light emitting device package according to the embodiment includes a chip on board (COB) type, the upper surface of the
1: 기판
3: 버퍼층
5: 제1 도전형 반도체층
7: 활성층
9: 제2 도전형 반도체층
10: 발광 구조물
15: 전자 차단층
11a, 11b, 11c, 11d: 배리어층
13a, 13b, 13c: 우물층
15a, 15b: 더미층
17a, 17b, 17c, 17d: 기수번째 층
19a, 19b, 19c: 우수번째 층
32: 투명 도전층
34, 36, 44, 46, 65: 전극
42: 반사층
51: 채널층
53: 전류 차단층
55: 오믹 콘택층
57: 전극층
59: 접합층
61: 지지 기판
63: 보호층
t1, t2, S1, S2, S3, S4: 두께
Egn1: 제1 도전형 반도체층의 에너지 밴드갭
Egp1: 제2 도전형 반도체층의 에너지 밴드갭
Ega1: 배리어층의 밴드갭
Ega2: 우물층의 밴드갭
Ege1: 우수번째 층의 밴드갭
Ego1, Ego2, Ego3, Ego4: 기수번째 층의 밴드갭1: substrate
3: buffer layer
5: first conductivity type semiconductor layer
7: active layer
9: second conductivity type semiconductor layer
10: light emitting structure
15: electron blocking layer
11a, 11b, 11c, and 11d: barrier layer
13a, 13b, 13c: well layer
15a, 15b: dummy layer
17a, 17b, 17c, 17d: radix layer
19a, 19b, 19c: even layer
32: transparent conductive layer
34, 36, 44, 46, 65: electrode
42: reflective layer
51: channel layer
53: current blocking layer
55: ohmic contact layer
57: electrode layer
59: bonding layer
61: support substrate
63: protective layer
t1, t2, S1, S2, S3, S4: thickness
Egn1: energy band gap of the first conductivity type semiconductor layer
Egp1: energy band gap of the second conductivity type semiconductor layer
Ega1: Bandgap of barrier layer
Ega2: Bandgap of the Well Layer
Ege1: Band gap of even layer
Ego1, Ego2, Ego3, Ego4: Bandgap of the Radix Layer
Claims (17)
상기 기판 상에 배치된 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되며 450nm 이상의 피크 파장의 광을 생성하는 활성층;
상기 활성층 상에 배치되는 전자 차단층; 및
상기 전자 차단층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층을 포함하고,
상기 활성층은,
다수의 배리어층;
상기 다수의 배리어층 사이에 배치된 다수의 우물층; 및
상기 전자 차단층에 인접하는 적어도 하나의 배리어층에 접하도록 배치된 더미층을 포함하고,
상기 전자 차단층은,
다수의 기수번째 층; 및
상기 다수의 기수번째 층 사이에 배치된 다수의 우수번째 층을 포함하고,
상기 다수의 기수번째 층 각각의 에너지 밴드갭은 상이하며,
상기 다수의 배리어층은 상기 제1도전형 반도체층에 가장 인접한 제1배리어층, 상기 제2도전형 반도체층에 가장 인접한 제4배리어층과 상기 제4배리어층 아래에 제3배리어층을 포함하고,
상기 다수의 우물층은 상기 제3배리어층 및 상기 제4배리어층 사이에 배치되는 제3우물층을 포함하며,
상기 더미층은 상기 제3우물층 및 상기 제3배리어층 사이에 배치되는 제1더미층과 상기 제4배리어층 및 상기 제3우물층 사이에 배치되는 제2더미층을 포함하며,
상기 제1배리어층의 에너지 밴드갭은 상기 제1도전형 반도체층의 에너지 밴드갭보다 작고,
상기 제1더미층 및 상기 제2더미층은 상기 다수의 배리어층과 동일한 밴드갭을 갖는 발광 소자.Board;
A first conductivity type semiconductor layer disposed on the substrate;
An active layer disposed on the first conductivity type semiconductor layer and generating light having a peak wavelength of 450 nm or more;
An electron blocking layer disposed on the active layer; And
A second conductivity type semiconductor layer disposed on the electron blocking layer,
The active layer,
A plurality of barrier layers;
A plurality of well layers disposed between the plurality of barrier layers; And
A dummy layer disposed to contact at least one barrier layer adjacent to the electron blocking layer,
The electron blocking layer,
Multiple radix layers; And
A plurality of even-numbered layers disposed between the plurality of odd-numbered layers,
The energy bandgap of each of the plurality of radix layers is different,
The plurality of barrier layers may include a first barrier layer closest to the first conductive semiconductor layer, a fourth barrier layer closest to the second conductive semiconductor layer, and a third barrier layer below the fourth barrier layer. ,
The plurality of well layers includes a third well layer disposed between the third barrier layer and the fourth barrier layer.
The dummy layer includes a first dummy layer disposed between the third well layer and the third barrier layer, and a second dummy layer disposed between the fourth barrier layer and the third well layer,
An energy band gap of the first barrier layer is smaller than an energy band gap of the first conductive semiconductor layer.
The first dummy layer and the second dummy layer have the same band gap as the plurality of barrier layers.
상기 다수의 배리어층은 상기 제1도전형 반도체층에 인접한 배리어층의 두께보다 상기 전자 차단층에 인접한 배리어층의 두께가 큰 발광 소자.The method of claim 1,
The plurality of barrier layers may have a greater thickness of the barrier layer adjacent to the electron blocking layer than the thickness of the barrier layer adjacent to the first conductive semiconductor layer.
상기 제1더미층 및 상기 제2더미층의 두께는 5Å 내지 30 Å인 발광 소자.The method of claim 3,
The light emitting device having a thickness of the first dummy layer and the second dummy layer is 5 kPa to 30 kPa.
상기 다수의 배리어층은 상기 제1배리어층과 상기 제3배리어층 사이에 배치된 제2배리어층을 포함하고,
상기 다수의 우물층은 상기 제1배리어층과 상기 제2배리어층 사이에 제1우물층, 상기 제2배리어층과 상기 제3배리어층 사이에 제2우물층을 포함하는 발광 소자.The method of claim 1,
The plurality of barrier layers includes a second barrier layer disposed between the first barrier layer and the third barrier layer,
The plurality of well layers includes a first well layer between the first barrier layer and the second barrier layer, and a second well layer between the second barrier layer and the third barrier layer.
상기 다수의 기수번째 층의 에너지 밴드갭은 상기 활성층에서 상기 제2도전형 반도체층 방향으로 갈수록 커졌다가 작아지는 형상을 갖는 발광 소자.The method of claim 1,
The energy band gap of the plurality of odd-numbered layers has a shape that increases and decreases toward the second conductive semiconductor layer in the active layer.
상기 다수의 기수번째 층 중에서 하나의 기수번째 층의 에너지 밴드갭은 다른 기수번째 층의 에너지 밴드갭보다 큰 발광 소자.The method of claim 1,
The energy bandgap of one radix of the plurality of radix layers is larger than the energy bandgap of the other radix layers.
상기 기수번째 층은 AlGaN이고, 상기 우수번째 층은 AlGaN 및 GaN 중 하나인 발광 소자.The method of claim 1,
Wherein the odd-numbered layer is AlGaN, and the even-numbered layer is one of AlGaN and GaN.
상기 기수번째 층과 상기 우수번째 층은 Al을 포함하고,
상기 기수번째 층의 Al 함량은 상기 우수번째 층의 Al 함량보다 큰 발광 소자.The method of claim 1,
The odd-numbered layer and the even-numbered layer comprise Al,
The Al content of the odd layer is greater than the Al content of the even layer.
상기 기수번째 층 중에서 제1 기수번째 층은 상기 활성층에 접하고, 마지막 기수번째 층은 상기 제2 도전형 반도체층에 접하는 발광 소자.The method of claim 9,
And a first radix layer in contact with the active layer and a last radix layer in contact with the second conductive semiconductor layer.
상기 기수번째 층 중에서 상기 제1 기수번째 층에 인접하는 제2 기수번째 층은 상기 제1 기수번째 층의 에너지 밴드갭보다 큰 에너지 밴드갭을 갖는 발광 소자.The method of claim 10,
And a second radix layer adjacent to the first radix layer among the radix layers has an energy band gap greater than that of the first radix layer.
상기 기수번째 층 중에서 상기 제2 기수번째 층에 인접하는 제3 기수번째 층을 포함하고,
상기 제3 기수번째 층과 상기 제2도전형 반도체층 사이의 다른 기수번째 층들 각각의 에너지 밴드갭은 상기 활성층에서 상기 제2도전형 반도체층 방향으로 갈수록 선형적으로 작아지는 발광 소자.The method of claim 11,
A third radix layer adjacent to said second radix layer among said radix layers,
The energy band gap of each of the other odd layers between the third odd layer and the second conductive semiconductor layer decreases linearly toward the second conductive semiconductor layer in the active layer.
상기 기수번째 층 중에서 상기 제2 기수번째 층에 인접하는 제3 기수번째 층을 포함하고,
상기 제3 기수번째 층과 상기 제2도전형 반도체층 사이의 다른 기수번째 층들 각각의 에너지 밴드갭은 상기 활성층에서 상기 제2도전형 반도체층 방향으로 갈수록 비 선형적으로 작아지는 발광 소자..The method of claim 11,
A third radix layer adjacent to said second radix layer among said radix layers,
And an energy band gap of each of the other odd layers between the third odd layer and the second conductive semiconductor layer becomes nonlinearly smaller toward the second conductive semiconductor layer in the active layer.
상기 기수번째 층의 Al 함량은 10% 내지 30%인 발광 소자.The method of claim 1,
The Al content of the radix layer is 10% to 30%.
상기 기수번째 층 및 상기 우수번째 층 중 적어도 하나의 층은 0% 내지 3%의 In을 포함하는 발광 소자.The method of claim 1,
At least one of the odd-numbered layer and the even-numbered layer includes 0% to 3% of In.
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