KR102175346B1 - Light emitting device and light emitting device package - Google Patents
Light emitting device and light emitting device package Download PDFInfo
- Publication number
- KR102175346B1 KR102175346B1 KR1020140142487A KR20140142487A KR102175346B1 KR 102175346 B1 KR102175346 B1 KR 102175346B1 KR 1020140142487 A KR1020140142487 A KR 1020140142487A KR 20140142487 A KR20140142487 A KR 20140142487A KR 102175346 B1 KR102175346 B1 KR 102175346B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- layers
- semiconductor layer
- light emitting
- superlattice
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 101
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 19
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims description 19
- -1 silver aluminum Chemical group 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 390
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 16
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 5
- 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 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019897 RuOx Inorganic materials 0.000 description 1
- DZLPZFLXRVRDAE-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Zn++].[In+3] Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Zn++].[In+3] DZLPZFLXRVRDAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N copper tungsten Chemical compound [Cu].[W] SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 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
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L iron(ii) gluconate Chemical compound [Fe+2].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 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
-
- 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
- H01L33/025—Physical imperfections, e.g. particular concentration or distribution of impurities
-
- 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
- H01L33/20—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 particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- 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
-
- 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 개시된 발광 소자는, 제1도전형 반도체층; 상기 제1도전형 반도체층 위에 배치된 제2도전형 반도체층; 상기 제1도전형 반도체층과 상기 제2도전형 반도체층 사이에, 복수의 양자 우물층과 복수의 양자 장벽층을 포함하는 활성층; 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 활성층 사이에 배치된 초격자층을 포함하며, 상기 초격자층은 상기 제1도전형 반도체층과 상기 활성층 사이에 적어도 3개의 초격자층을 포함하며, 상기 적어도 3개의 초격자층 각각은 서로 다른 적어도 2층이 주기적으로 배치되고, 상기 서로 다른 적어도 2층 중 적어도 한 층은 알루미늄의 조성을 갖고, 상기 적어도 3개의 초격자층 중에서 상기 활성층에 인접한 초격자층은 알루미늄의 조성이 다른 초격자층에 비해 높고 상기 초격자층의 전체 주기의 50% 이상의 주기를 갖는다. The light emitting device disclosed in the embodiment includes a first conductive type semiconductor layer; A second conductive type semiconductor layer disposed on the first conductive type semiconductor layer; An active layer including a plurality of quantum well layers and a plurality of quantum barrier layers between the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer; And a superlattice layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the active layer, wherein the superlattice layer includes at least three superlattice layers between the first conductive semiconductor layer and the active layer, the Each of the at least three superlattice layers has at least two different layers periodically arranged, at least one of the different at least two layers has a composition of aluminum, and a superlattice layer adjacent to the active layer among the at least three superlattice layers The composition of silver aluminum is higher than that of other super lattice layers and has a period of 50% or more of the total period of the super lattice layer.
Description
실시 예는 발광소자 및 발광소자 패키지에 관한 것이다.The embodiment relates to a light emitting device and a light emitting device package.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 발광소자이다. 최근 발광 다이오드는 휘도가 점차 증가하게 되어 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 사용이 증가하고 있다.Light Emitting Diode (LED) is a light emitting device that converts current into light. Recently, light emitting diodes have been increasingly used as light sources for display, light sources for automobiles, and light sources for lighting as the luminance gradually increases.
청색 또는 녹색 등의 단파장 광을 생성하여 풀 컬러 구현이 가능한 고출력 발광 칩이 개발된 바 있다. 이에, 발광 칩으로부터 출력되는 광의 일부를 흡수하여 광의 파장과 다른 파장을 출력하는 형광체를 발광 칩 상에 도포함으로써, 다양한 색의 발광 다이오드를 조합할 수 있으며 백색 광을 발광하는 발광 다이오드도 구현이 가능하다.A high-power light emitting chip capable of realizing full color by generating short wavelength light such as blue or green has been developed. Accordingly, by applying a phosphor that absorbs a part of the light output from the light-emitting chip and outputs a wavelength different from that of the light on the light-emitting chip, light-emitting diodes of various colors can be combined and light-emitting diodes emitting white light can also be implemented. Do.
실시 예는 활성층에 인접한 영역에 복수의 초격자층을 갖는 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device having a plurality of superlattice layers in a region adjacent to an active layer.
실시 예는 활성층과 제1도전형 반도체층 사이에 적어도 3개의 초격자층을 갖는 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device having at least three superlattice layers between an active layer and a first conductive semiconductor layer.
실시 예는 활성층 아래에 서로 다른 주기를 갖는 적어도 3개의 초격자층을 배치하여 전류 확산 및 스트레인을 개선시켜 줄 수 있도록 한 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device capable of improving current diffusion and strain by disposing at least three superlattice layers having different periods under an active layer.
실시 예에 의한 발광 소자는, 제1도전형 반도체층; 상기 제1도전형 반도체층 위에 배치된 제2도전형 반도체층; 상기 제1도전형 반도체층과 상기 제2도전형 반도체층 사이에, 복수의 양자 우물층과 복수의 양자 장벽층을 포함하는 활성층; 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 활성층 사이에 배치된 초격자층을 포함하며, 상기 초격자층은 상기 제1도전형 반도체층과 상기 활성층 사이에 적어도 3개의 초격자층을 포함하며, 상기 적어도 3개의 초격자층 각각은 서로 다른 적어도 2층이 주기적으로 배치되고, 상기 서로 다른 적어도 2층 중 적어도 한 층은 알루미늄의 조성을 갖고, 상기 적어도 3개의 초격자층 중에서 상기 활성층에 인접한 초격자층은 알루미늄의 조성이 다른 초격자층에 비해 높고 상기 초격자층의 전체 주기의 50% 이상의 주기를 갖는다. A light emitting device according to an embodiment includes: a first conductive type semiconductor layer; A second conductive type semiconductor layer disposed on the first conductive type semiconductor layer; An active layer including a plurality of quantum well layers and a plurality of quantum barrier layers between the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer; And a superlattice layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the active layer, wherein the superlattice layer includes at least three superlattice layers between the first conductive semiconductor layer and the active layer, the Each of the at least three superlattice layers has at least two different layers periodically arranged, at least one of the different at least two layers has a composition of aluminum, and a superlattice layer adjacent to the active layer among the at least three superlattice layers The composition of silver aluminum is higher than that of other super lattice layers and has a period of 50% or more of the total period of the super lattice layer.
실시 예는 활성층의 아래에 복수의 초격자층을 배치하여, 전파되는 전위를 차단할 수 있다.According to the embodiment, a plurality of superlattice layers may be disposed under the active layer to block propagating potential.
실시 예는 공급되는 전류를 확산시켜 줄 수 있다. The embodiment may diffuse the supplied current.
실시 예는 활성층으로 전달되는 스트레인을 개선시켜 줄 수 있다.The embodiment may improve the strain transmitted to the active layer.
실시 예는 광도 및 수율을 개선시켜 줄 수 있다.Embodiments can improve light intensity and yield.
실시 예는 활성층의 내부 양자 효율을 개선시켜 줄 수 있다.The embodiment may improve the internal quantum efficiency of the active layer.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 발광 소자 패키지의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.The embodiment may improve the reliability of a light emitting device and a light emitting device package including the same.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 활성층 및 초격자층의 상세 구성도이다.
도 3은 도 1의 초격자층과 활성층의 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 4는 제2실시 예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 5는 도 4의 초격자층, 제1반도체층 및 활성층의 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 6은 도 1의 발광 소자에 전극을 배치한 예이다.
도 7은 도 1의 발광 소자에 전극을 배치한 다른 예이다.
도 8은 도 7의 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지이다.
도 9는 비교 예와 제1실시 예에 따른 발광 소자의 전류, 전압, 출력 및 피크 파장의 관계를 비교한 표이다.1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a first embodiment.
2 is a detailed configuration diagram of an active layer and a super lattice layer of the light emitting device of FIG. 1.
3 is an energy band diagram of the superlattice layer and the active layer of FIG. 1.
4 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a second embodiment.
5 is an energy band diagram of the superlattice layer, the first semiconductor layer, and the active layer of FIG. 4.
6 is an example in which electrodes are disposed in the light emitting device of FIG. 1.
7 is another example of disposing electrodes in the light emitting device of FIG. 1.
8 is a light emitting device package having the light emitting device of FIG. 7.
9 is a table comparing the relationship between current, voltage, output, and peak wavelength of the light emitting device according to the comparative example and the first embodiment.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광소자에 대해서 상세하게 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. Hereinafter, a light emitting device according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the embodiment, each layer (film), region, pattern, or structure is formed in "on" or "under" of the substrate, each layer (film), region, pad or patterns When described as being "on" and "under", both "directly" or "indirectly" are formed. In addition, standards for the top/top or bottom of each layer will be described based on the drawings.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자의 단면도이며, 도 2는 도 1의 발광 소자의 활성층 및 초격자층의 상세 구성도이고, 도 3은 도 1의 초격자층과 활성층의 에너지 밴드 다이어그램이다.1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment, FIG. 2 is a detailed configuration diagram of an active layer and a superlattice layer of the light emitting device of FIG. 1, and FIG. 3 is an energy band diagram of the superlattice layer and the active layer of FIG. 1.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 발광소자(100)는 기판(111), 버퍼층(113), 저전도층(115), 제1도전형 반도체층(117), 복수의 초격자층(120: 118,119,121), 활성층(123), 및 제2도전형 반도체층(124)을 포함한다.1 to 3, the
상기 기판(111)은 투광성, 절연성 또는 도전성 기판을 이용할 수 있으며, 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3, LiGaO3 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 기판(111)의 상면에는 복수의 돌출부(112)가 형성될 수 있으며, 상기의 복수의 돌출부(112)는 상기 기판(111)의 식각을 통해 형성하거나, 별도의 재질로 형성될 수 있다. 상기 돌출부(112)는 스트라이프 형상, 반구형상, 또는 돔(dome) 형상을 포함할 수 있다. The
상기 기판(111) 위에는 복수의 화합물 반도체층이 성장될 수 있으며, 상기 복수의 화합물 반도체층의 성장 장비는 전자빔 증착기, PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator) 스퍼터링(sputtering), MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) 등에 의해 형성할 수 있으며, 이러한 장비로 한정하지는 않는다. A plurality of compound semiconductor layers may be grown on the
상기 버퍼층(113)은 상기 기판(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 버퍼층(113)은 II족 내지 VI족 화합물 반도체를 이용하여 적어도 한 층으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(113)은 III족-V족 화합물 반도체를 이용한 반도체층을 포함하며, 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체로서, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등과 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 버퍼층(113)은 서로 다른 반도체층이 교대로 배치된 초 격자(super lattice) 구조로 형성될 수 있다.The
상기 버퍼층(113)은 상기 기판(111)과 질화물 계열의 반도체층과의 격자 상수의 차이를 완화시켜 주기 위한 층으로서, 결함 제어층으로 정의될 수 있다. 상기 버퍼층(113)의 격자 상수는 상기 기판(111)의 격자 상수와 질화물 계열의 반도체층의 격자 상수 사이의 값을 가질 수 있다. 상기 버퍼층(113)은 ZnO 층과 같은 산화물계 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
상기 저 전도층(115)은 상기 버퍼층(113) 위에 배치될 수 있다. 상기 저 전도층(115)은 언도프드 반도체층으로서, 제1도전형 반도체층(117)의 전도성 보다 낮은 전도성을 가진다. 상기 저 전도층(115)은 III족-V족 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 이러한 언도프드 반도체층은 의도적으로 도전형 도펀트를 도핑하지 않더라도 제1도전형 특성을 가지게 된다. 상기 버퍼층(113) 및 저 전도층(115) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 제1도전형 반도체층(117)은 저 전도층(115), 버퍼층(113) 또는 기판(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(117)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 화합물 반도체를 포함하며, 예컨대 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(117)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형의 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함한다. 상기 제1도전형 반도체층(117)은 전극에 접촉된 전극 접촉층일 수 있다. The first conductivity
상기 초격자층(120)은 상기 제1도전형 반도체층(117) 위에 배치될 수 있다. 상기 초격자층(120)은 상기 제1도전형 반도체층(117)과 활성층(123) 사이에 배치될 수 있다. 상기 초격자층(120)은 상기 제1도전형 반도체층(117) 및 상기 활성층(123)에 접촉될 수 있다. 상기 초격자층(120)은 복수개 예컨대, 적어도 3개의 초격자층을 포함할 수 있다. 상기 적어도 3개의 초격자층은 서로 다른 주기를 갖는 초격자층들을 포함할 수 있다. 상기 적어도 3개의 초격자층 중 인접한 초격자층들은 서로 접촉하여 배치될 수 있다. 상기 인접한 초격자층들은 상기 제1도전형 반도체층(117) 상에 연속적으로 배열될 수 있다. 상기 적어도 3개의 초격자층 중에서 상기 활성층(123)에 인접한 초격자층(121)의 주기는 초격자층(120)의 전체 주기의 50% 이상으로 배치될 수 있다. 이러한 초격자층(120)의 주기에 의해 순방향 전압이 상승하는 것을 방지하고 캐리어의 주입 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 또한 상기 적어도 3개의 초격자층 중에서 활성층(123)에 인접한 초격자층일수록 주기가 많게 배치될 수 있다. 또한 상기 적어도 3개의 초격자층 중에서 상기 활성층(123)에 인접한 초격자층(123)일수록 알루미늄의 조성은 높게 배치될 수 있다. The
상기 초격자층(120)은 예컨대, 제1, 제2 및 제3초격자층(118,119,121)을 포함한다. 상기 제1초격자층(118)은 제1도전형 반도체층(117)과 활성층(123) 사이에 배치되며, 상기 제2초격자층(119)은 제1초격자층(118)과 활성층(123) 사이에 배치되며, 상기 제3초격자층(121)은 상기 제2초격자층(119)과 상기 활성층(123) 사이에 배치된다. 상기 제1초격자층(118)은 상기 제1도전형 반도체층(117)에 인접하게 배치되며, 상기 제3초격자층(121)은 상기 활성층(123)에 인접하게 배치된다. The
상기 제1 내지 제3초격자층(118,119,121) 각각은 서로 다른 적어도 2층(51/53,61/63,71/73)이 주기적으로 배치된다. 상기 제1초격자층(118)은 서로 다른 적어도 2층(51,53)이 하나의 주기일 수 있으며, 상기 제2초격자층(119)은 서로 다른 적어도 2층(61,63)이 하나의 주기일 수 있으며, 상기 제3초격자층(121)은 서로 다른 적어도 2층(71,73)이 하나의 주기일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1초격자층(118)은 예컨대, 제1 및 제2층(51,53)의 페어가 주기적으로 반복되며, 상기 제2초격자층(119)은 예컨대, 제3 및 제4층(61,63)의 페어가 주기적으로 반복되며, 상기 제3초격자층(121)은 예컨대, 제5 및 제6층(71,73)의 페어가 주기적으로 반복된다. Each of the first to third super lattice layers 118, 119, and 121 has at least two
상기 제2초격자층(119)의 주기는 제1초격자층(118)의 주기보다 많고, 제3초격자층(121)의 주기는 제2초격자층(119)의 주기보다 많을 수 있다. 즉, 상기 제1 내지 제3초격자층(118,119,121) 중에서 활성층(123)에 인접한 제3초격자층(121)일수록 주기가 더 많을 수 있고, 반대로 상기 제1도전형 반도체층(117)에 인접한 제1초격자층(118)일수록 주기가 더 작을 수 있다. 상기 제3초격자층(121)의 주기는 제1 및 제2초격자층(118,119)의 주기의 합보다 많을 수 있다. The period of the second
상기 제3초격자층(121)은 초격자층(120)의 주기의 50% 이상 예컨대, 50% 내지 80% 범위를 포함할 수 있으며, 상기 제3초격자층(121)의 주기가 상기 초격자층(120)의 주기의 80%를 초과한 경우 순방향 전압이 상승하는 문제가 있으며, 50% 미만인 경우 캐리어의 주입 효율이 저하될 수 있다. 상기 제3초격자층(121)의 주기는 상기 순방향 전압과 캐리어의 주입 효율을 고려하여 15주기 이상 18주기 이하로 형성될 수 있다. 실시 예는 제3초격자층(121)의 주기를 초격자층(120)의 주기의 50% 이상으로 함으로써, 캐리어의 주입 효율이 개선될 수 있으며, 순방향 전압이 상승되는 것을 방지하는 효과가 있다. The
또한 상기 제1 내지 제3초격자층(118,119,121) 각각은 적어도 2층(51/53,61/63,71/73) 중 어느 한 층이 AlGaN으로 형성될 수 있다. 상기 제1 내지 제3초격자층(118,119,121) 중에서 상기 활성층(123)에 인접한 제3초격자층(121)일수록 상기 AlGaN의 알루미늄의 조성이 높을 수 있다. In addition, in each of the first to third superlattice layers 118, 119, and 121, at least one of the two
상기 제1초격자층(118)의 제1층(51)은 AlGaN을 포함하며, 제2층(53)은 InGaN, InAlGaN, 및 GaN 중 어느 하나를 포함한다. 상기 제2초격자층(119)의 제3층(61)은 AlGaN을 포함하며, 제4층(63)은 InGaN, InAlGaN, GaN 중 어느 하나를 포함한다. 상기 제3초격자층(121)의 제5층(71)은 AlGaN을 포함하며, 제6층(73)은 InGaN, InAlGaN, 및 GaN 중 어느 하나를 포함한다. 상기 제1 내지 제3초격자층(118,119,121) 각각은 예컨대, AlGaN/InGaN의 페어를 포함할 수 있다.The
상기 제1층(51), 제3층(61), 제5층(71)의 알루미늄 조성은 서로 다른 조성을 포함하며, 예컨대 상기 활성층(123)에 인접한 제5층(71)의 알루미늄의 조성이 다른 층들(51,61)에 비해 더 높게 형성될 수 있다. 상기 제3층(61)의 알루미늄 조성(Alc)은 상기 제1층(51)의 알루미늄 조성(Ala)보다 높고, 상기 제5층(71)의 알루미늄 조성(Alc)은 상기 제3층(61)의 알루미늄 조성보다 높게 형성될 수 있다. 즉, 알루미늄의 조성은 0<Ala<Alb<Alc의 관계를 가지며, 상기 제5층(71)의 알루미늄의 조성(Alc)는 상기 활성층(123)의 양자 장벽층(83)이 AlGaN계 반도체인 경우, 상기 양자 장벽층(83)의 알루미늄 조성보다 낮게 형성될 수 있다. 이러한 상기 제1 내지 제3초격자층(118,119,121)의 알루미늄 조성은 전자 주입 효율을 위해 양자 장벽층(83)의 알루미늄 조성보다 낮게 형성될 수 있다. 상기 활성층(123)에 인접한 제3초격자층(121)의 알루미늄 조성을 높게 제공함으로써, 고전류에 의한 내성이 강화될 수 있고, 또한 격자 상수의 차이에 의한 결함을 블록킹할 수 있다. The aluminum composition of the
상기 제1 내지 제3초격자층(118,119,121) 각각은 적어도 2층 중 어느 한 층은 n형 도펀트가 도핑되고, 다른 한 층은 언도프층된 층을 포함할 수 있다. 상기 n형 도펀트가 도핑된 층은 AlGaN을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1, 3, 5층(51,61,71)은 제1도전형 도펀트 예컨대, n형 도펀트를 포함하며, 상기 제2, 4 및 6층(53,63,73)은 n형 및 p형 도펀트가 언도핑되거나 상기 제1, 3, 5층(51,61,71)의 도펀트 농도보다 낮은 도펀트 농도로 도핑될 수 있다. 이에 따라 초격자층(120)으로 입력되는 전류는 제2, 4, 6층(53,63,73)에 의해 확산될 수 있으며, 전자들이 상기 제2, 4, 6층(53,63,73)을 통해 터널링된다. 이러한 제1 내지 제3초격자층(118,119,121)은 도펀트 농도의 차이를 갖는 서로 다른 두 층(51/53,61/63,71/73)을 교대로 배치함으로써, 전류를 확산시켜 줄 수 있고 역방향 전압 및 수율을 개선시켜 줄 수 있다.Each of the first to third superlattice layers 118, 119, and 121 may include at least one of the two layers doped with an n-type dopant and the other layer having an undoped layer. The layer doped with the n-type dopant may include AlGaN. For example, the first, third, and
상기 제1내지 제6층(51/53,61/63,71/73) 각각은 1nm 내지 5nm 범위의 두께 예컨대, 2nm내지 2.5nm의 범위의 두께로 배치될 수 있으며, 각 제1내지 제6층(51/53,61/63,71/73)의 두께가 1nm 미만인 경우 전류 확산 및 스트레인 제어가 어렵고 5nm 초과인 경우 전자들이 터널링되지 않을 수 있어 캐리어 주입 효율이 저하될 수 있다. 이러한 초격자층(120)의 두께는 각 층(51,53,61,63,71,73)의 두께를 고려하여 80nm 내지 150nm 범위로 배치될 수 있으며, 상기 두께가 상기 범위 미만인 경우 전류 확산 및 스트레인 제어가 어렵고, 상기 두께를 초과한 경우 캐리어의 주입 효율이 저하될 수 있다. Each of the first to
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제2초격자층(119)의 제3층(61)은 에너지 밴드 갭(B4)이 상기 제1초격자층(118)의 제1층(51)의 에너지 밴드 갭(B3)보다 넓을 수 있으며, 상기 제3초격자층(121)의 제5층(61)의 에너지 밴드 갭(B5)은 상기 제1층(51) 및 제3층(61)의 에너지 밴드 갭(B3,B4)보다 넓을 수 있다. 상기 제1내지 제3초격자층(118,119,121)의 제2, 4, 6층(53,63,73)은 동일한 에너지 밴드 갭(B6)을 가질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1, 3, 5층(51,61,71)은 활성층(123)에 인접한 층(71)일수록 에너지 밴드 갭을 넓게 제공해 줌으로써, 스트레인을 줄일 수 있고 전류 확산을 개선해 줄 수 있고, 전위 결함을 블록킹할 수 있다. 2 and 3, the
상기 제3초격자층(121)의 복수의 제6층(73) 중에서 상기 활성층(123)에 인접한 마지막 제6층(73A)은 두께가 다른 제6층(73)이나 제1 내지 제5층(51,53,61,63,71)의 각각의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 이는 마지막 제6층(73A)의 두께를 다른 층들에 비해 두껍게 제공하여 양자 우물층(81)과 도펀트를 갖는 제5층(71) 사이의 거리를 이격시켜 줄 수 있어, 캐리어의 주입 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 만약, n형 도펀트가 도핑된 층(71)이 양자 우물층(81)에 인접할수록 캐리어의 주입 효율은 증가되어 광도 및 순방향 전압은 개선되지만, 누설 전류가 발생될 수 있고, 또한 발광 소자의 출력 저하 및 저 전류에 의한 수율 하락의 원인이 될 수 있다.
Among the plurality of
상기 활성층(123)은 상기 초격자층(120)과 제2도전형 반도체층(124) 사이에 배치된다. 상기 활성층(123)의 하면은 초격자층(120)과 접촉 예컨대, 제3초격자층(121)과 접촉될 수 있다. 상기 활성층(123)은 다중 양자 우물(MQW)로 형성되며, 내부에 양자 선 또는 양자 점 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 활성층(123)은 양자 우물층(81)과 양자 장벽층(83)이 교대로 배치되며, 상기 양자 우물층(81)과 상기 양자 장벽층(83)의 페어는 2주기 내지 30주기로 형성될 수 있다. 상기 양자 우물층(81)은 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 도 3과 같이 상기 양자 장벽층(83)은 상기 양자 우물층(81)의 에너지 밴드 갭(B2)보다 넓은 에너지 밴드 갭(B1)을 갖는 반도체층으로 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 양자 우물층(81)과 양자 장벽층(83)의 페어는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, InAlGaN/InAlGaN, InGaN/InAlGaN 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 양자 우물층(81)과 양자 장벽층(83)의 페어는 상기 초격자층(120)을 위해 InGaN/AlGaN 페어로 형성될 수 있다.The
상기 활성층(123)은 상기 양자 우물층(81)과 상기 양자 장벽층(83) 사이에 중간 장벽층(82)을 포함할 수 있다. 상기 중간 장벽층(82)은 상기 양자 우물층(81)의 에너지 밴드 갭(B2)보다 넓은 에너지 밴드 갭을 갖고, 상기 양자 장벽층(83)의 에너지 밴드 갭(B1)보다 좁은 에너지 밴드 갭으로 형성될 수 있다. 상기 중간 장벽층(82)은 GaN으로 형성되거나 형성하지 않을 수 있다. The
상기 활성층(123)은 자외선 대역부터 가시광선 대역의 파장 범위 내에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 자외선 파장, 청색 파장, 녹색 파장, 적색 파장 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
상기 활성층(123)과 제2도전형 반도체층(124) 사이에는 전자 차단층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. An electron blocking layer may be further disposed between the
상기 제2도전형 반도체층(124)은 활성층(123) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(124)은 제2도전형의 도펀트를 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(124)은 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등과 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(124)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다. The second
상기 제1도전형 반도체층(117)부터 상기 제2도전형 반도체층(124)까지의 반도체 구조물은 발광 구조물(150)로 정의할 수 있다. 또한 발광 구조물(150)의 층들의 전도성 타입은 반대로 형성될 수 있으며, 상기 발광 구조물(150)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다. 상기 n-p 및 p-n 접합은 2개의 층 사이에 활성층이 배치되며, n-p-n 접합 또는 p-n-p 접합은 3개의 층 사이에 적어도 하나의 활성층을 포함하게 된다.
The semiconductor structure from the first conductive
도 4 및 도 5는 제2실시 예를 나타낸 도면이다. 도 4는 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4의 초격자층 및 활성층의 에너지 밴드 다이오 그램이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 구성은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.4 and 5 are diagrams showing a second embodiment. 4 is a diagram illustrating a light emitting device according to a second embodiment, and FIG. 5 is an energy band diagram of the superlattice layer and the active layer of FIG. 4. In describing the second embodiment, the same configuration as the first embodiment will be described with reference to the description of the first embodiment.
도 4 및 도 5를 참조하면, 발광 소자는 기판(111), 버퍼층(113), 저전도층(115), 제1도전형 반도체층(117), 복수의 초격자층(120: 118,119,121), 제1반도체층(122), 활성층(123), 및 제2도전형 반도체층(124)을 포함한다.4 and 5, the light emitting device includes a
상기 제1반도체층(122)은 초격자층(120)과 활성층(123) 사이에 배치된다. 상기 제1반도체층(122)은 상기 초격자층(120)의 마지막 제6층(73A)과 활성층(123)의 양자 우물층(81)에 접촉될 수 있다. 상기 제1반도체층(122)은 언도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa(1-x-y)N의 조성식을 만족하며, 상기 x, y는 0≤x<Qw 및 0≤y<Qb의 조성식을 갖는다. 상기 Qw는 양자 우물층(81)의 인듐 조성이며, 상기 Qb는 양자 장벽층(83)의 알루미늄 조성이다. 상기 제1반도체층(122)은 AlGaN을 포함할 수 있으며, 상기 AlGaN의 알루미늄 조성은 상기 활성층(123)에 인접한 초격자층 예컨대, 제3초격자층(121)의 AlGaN의 알루미늄 조성보다 낮을 수 있다. 상기 초격자층(120)과 활성층(123)의 양자 우물층(81) 사이에 언도프된 제1반도체층(122)을 배치함으로써, 상기 활성층(123)의 양자 우물층(81)과 n형 도펀트가 도핑된 제5층(71) 사이의 거리를 이격시켜 줄 수 있다. 이에 따라 누설 전류의 발생을 억제하고, 발광 소자의 출력 및 저 전류에 의한 수율을 개선시켜 줄 수 있다. The
상기 제1반도체층(122)은 상기 제3초격자층(121)의 마지막 제6층(73A)와 다른 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(122)의 에너지 밴드 갭(B7)은 상기 마지막 제6층(73A)의 에너지 밴드 갭(B6)보다 넓고 상기 제5층(71)의 에너지 밴드 갭(B6)보다 좁을 수 있다. 이러한 제1반도체층(122)은 초격자층(120)과 활성층(123) 사이에 배치되어 누설 전류의 발생을 억제할 수 있다.The
한편, 도 9는 상기에 개시된 제1실시 예에 따른 발광 소자의 전류, 전압, 출력 및 피크 파장을 비교하고 있다. Meanwhile, FIG. 9 compares the current, voltage, output, and peak wavelength of the light emitting device according to the first embodiment disclosed above.
도 9를 참조하면, 상기 비교 예는 GaN/InGaN의 페어가 30페어를 갖는 초격자층이 활성층과 제1도전형 반도체층 사이에 배치된 예이다. 도 9와 같이, 제1실시 예(실시 예1) 및 비교 예를 비교하면, 실시 예1은 비교 예에 비해 역방향 전류(Ir)는 낮아지며, 역방향 전압(Vr)은 증가되었으며, 순방향 전압(Vf1, Vf2, Vf3)은 감소되었으며, 출력(Po) 및 피크 파장(Wp)은 증가됨을 알 수 있다. 즉, 실시 예1의 상기의 실험 데이터들은 비교 예에 비해 개선됨을 알 수 있다. 특히 실시 예1의 출력(Po)은 비교 예에 비해 17% 이상 개선됨을 알 수 있다.
Referring to FIG. 9, in the comparative example, a superlattice layer having 30 pairs of GaN/InGaN is disposed between the active layer and the first conductive semiconductor layer. As shown in FIG. 9, when comparing the first embodiment (Example 1) and the comparative example, in Example 1, compared to the comparative example, the reverse current Ir was lowered, the reverse voltage Vr was increased, and the forward voltage Vf1 , Vf2, Vf3) decreased, and the output (Po) and peak wavelength (Wp) increased. That is, it can be seen that the experimental data of Example 1 are improved compared to the comparative example. In particular, it can be seen that the output Po of the first embodiment is improved by more than 17% compared to the comparative example.
도 6은 도 1의 발광 소자를 이용한 수평형 전극 구조를 갖는 발광 소자의 예이다.6 is an example of a light emitting device having a horizontal electrode structure using the light emitting device of FIG. 1.
도 6을 참조하면, 발광 소자(101)는 발광 구조물(150) 위에 전극층(141) 및 제2전극(145)이 형성되며, 상기 제1도전형 반도체층(117) 위에 제1전극(143)이 형성된다.Referring to FIG. 6, in the
상기 전극층(141)은 전류 확산층으로서, 투과성 및 전기 전도성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 상기 전극층(141)은 화합물 반도체층의 굴절률보다 낮은 굴절률로 형성될 수 있다. The
상기 전극층(141)은 제2도전형 반도체층(124)의 상면에 형성되며, 그 물질은 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 전극층(141)은 예컨대, 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), ZnO, IrOx, RuOx, NiO 등 중에서 선택되며, 적어도 한 층으로 형성될 수 있다. 상기 전극층(141)은 반사 전극층으로 형성될 수 있으며, 그 물질은 예컨대, Al, Ag, Pd, Rh, Pt, Ir 및 이들 중 2이상의 합금 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. The
상기 제2전극(145)은 상기 제2도전형 반도체층(124) 및/또는 상기 전극층(141) 위에 형성될 수 있으며, 전극 패드를 포함할 수 있다. 상기 제2전극(145)은 암(arm) 구조 또는 핑거(finger) 구조의 전류 확산 패턴이 더 형성될 수 있다. 상기 제2전극(145)은 오믹 접촉, 접착층, 본딩층의 특성을 갖는 금속으로 비 투광성으로 이루어질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 제1도전형 반도체층(117)의 일부에는 제1전극(143)이 형성된다. 상기 제1전극(143)과 상기 제2전극(145)은 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택될 수 있다.A
상기 발광 소자(101)의 표면에 절연층이 더 형성될 수 있으며, 상기 절연층은 발광 구조물(150)의 층간 쇼트(short)를 방지하고, 습기 침투를 방지할 수 있다.
An insulating layer may be further formed on the surface of the
도 7은 도 1의 발광 소자를 이용한 수직형 전극 구조를 갖는 발광 소자(102)를 나타낸 예이다.FIG. 7 is an example of a
도 7을 참조하면, 발광 구조물(150) 아래에 전류 블록킹층(161), 채널층(163) 및 제2전극(170)이 배치된다. 상기 전류 블록킹층(161)은 금속 산화물 또는 금속 질화물 예컨대, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 채널층(163) 사이에 적어도 하나가 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7, a
상기 전류 블록킹층(161)은 상기 발광 구조물(117) 위에 배치된 제1전극(181)과 상기 발광 구조물(150)의 두께 방향으로 대응되게 배치된다. 상기 전류 블록킹층(161)은 상기 제2전극(170)으로부터 공급되는 전류를 차단하여, 다른 경로로 확산시켜 줄 수 있다. The
상기 채널층(163)은 상기 제2도전형 반도체층(124)의 하면 에지를 따라 형성되며, 링 형상, 루프 형상 또는 프레임 형상으로 형성될 수 있다. 상기 채널층(163)은 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 채널층(163)의 내측부는 상기 제2도전형 반도체층(124) 아래에 배치되고, 외측부는 상기 발광 구조물(150)의 측면보다 더 외측에 배치된다. The
상기 제2도전형 반도체층(124) 아래에 제2전극(170)이 형성될 수 있다. 상기 제2전극(170)은 복수의 전도층(165,167,169)을 포함할 수 있다.A
상기 제2전극(170)은 접촉층(165), 반사층(167), 및 본딩층(169)을 포함한다. 상기 접촉층(165)은 저 전도성 물질 또는 투명한 물질일 수 있다. 상기 접촉층(15)은 예컨대 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등과 같은 물질이거나 Ni, Ag의 금속을 이용할 수 있다. 상기 접촉층(165) 아래에 반사층(167)이 형성되며, 상기 반사층(167)은 금속 예컨대, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 적어도 하나의 층을 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 상기 반사층(167)은 상기 제2도전형 반도체층(124) 아래에 접촉될 수 있으며, 금속으로 오믹 접촉하거나 ITO와 같은 저 전도 물질로 오믹 접촉할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 반사층(167) 아래에는 본딩층(169)이 형성되며, 상기 본딩층(169)은 베리어 금속 또는 본딩 금속으로 사용될 수 있으며, 그 물질은 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 및 Ta와 선택적인 합금 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. A
상기 본딩층(169) 아래에는 지지 부재(173)가 형성되며, 상기 지지 부재(173)는 전도성 부재를 포함할 수 있으며, 그 물질은 구리(Cu-copper), 금(Au-gold), 니켈(Ni-nickel), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC 등)와 같은 전도성 물질로 형성될 수 있다. 상기 지지부재(173)는 다른 예로서, 전도성 시트 또는 절연성 부재로 구현될 수 있다. 상기 본딩층(169)의 외측부는 채널층(163)의 하면에 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.A
여기서, 상기 도 1의 기판은 제거하게 된다. 상기 성장 기판의 제거 방법은 물리적 방법(예: Laser lift off) 또는/및 화학적 방법(습식 에칭 등)으로 제거할 수 있으며, 상기 제1도전형 반도체층(117)을 노출시켜 준다. 상기 기판이 제거된 방향을 통해 아이솔레이션 에칭을 수행하여, 상기 제1도전형 반도체층(117) 상에 제1전극(181)을 형성하게 된다. Here, the substrate of FIG. 1 is removed. The removal method of the growth substrate may be removed by a physical method (eg, laser lift off) or/or a chemical method (such as wet etching), and exposes the first conductive
상기 제1도전형 반도체층(117)의 상면에는 러프니스와 같은 광 추출 구조(117A)로 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(150)의 측벽보다 외측에는 상기 채널층(163)의 외측부가 노출되며, 상기 채널층(163)의 내측부는 상기 제2도전형 반도체층(124)의 하면에 접촉될 수 있다. A
이에 따라 발광 구조물(150) 위에 제1전극(181) 및 아래에 지지 부재(173)를 갖는 수직형 전극 구조를 갖는 발광 소자(102)가 제조될 수 있다.
Accordingly, the
도 8은 도 6의 발광 소자를 갖는 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다. 8 is a view showing a light emitting device package having the light emitting device of FIG. 6.
도 8을 참조하면, 발광소자 패키지(200)는 몸체(210)와, 상기 몸체(210)에 적어도 일부가 배치된 제1 리드전극(211) 및 제2 리드전극(212)과, 상기 몸체(210) 상에 상기 제1 리드전극(211) 및 제2 리드전극(212)과 전기적으로 연결되는 상기에 개시된 발광 소자(101)와, 상기 몸체(210) 상에 상기 발광 소자(101)를 포위하는 몰딩부재(220)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the light emitting
상기 몸체(210)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 몸체(210)는 위에서 볼 때 내부에 캐비티(cavity) 및 그 둘레에 경사면을 갖는 반사부(215)를 포함한다. The
상기 제1 리드전극(211) 및 상기 제2 리드전극(212)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 몸체(210) 내부를 관통하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 리드전극(211) 및 상기 제2 리드전극(212)은 일부는 상기 캐비티 내부에 배치되고, 다른 부분은 상기 몸체(210)의 외부에 배치될 수 있다. The first
상기 제1 리드전극(211) 및 제2 리드전극(212)은 상기 발광 소자(101)에 전원을 공급하고, 상기 발광 소자(101)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(101)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 기능을 할 수도 있다.The first
상기 발광 소자(101)는 상기 몸체(210) 상에 설치되거나 상기 제1 리드전극(211) 또는/및 제2 리드전극(212) 상에 설치될 수 있다.The
상기 발광 소자(101)의 와이어(216)는 상기 제1 리드전극(211) 또는 제2 리드전극(212) 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. The
상기 몰딩부재(220)는 상기 발광 소자(101)를 포위하여 상기 발광 소자(101)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(220)에는 형광체가 포함되고, 이러한 형광체에 의해 상기 발광 소자(101)에서 방출된 광의 파장이 변화될 수 있다. The
실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지는 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 복수의 발광 소자 또는 발광 소자 패키지가 어레이된 구조를 포함하며, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
The light emitting device or the light emitting device package according to the embodiment may be applied to a light unit. The light unit includes a structure in which a plurality of light emitting devices or light emitting device packages are arrayed, and may include a lighting lamp, a traffic light, a vehicle headlight, an electric sign, and the like.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in each embodiment can be implemented by combining or modifying other embodiments by a person having ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Accordingly, contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
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 가지의 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.
In addition, although the embodiments have been described above, these are only examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs are illustrated above within the scope not departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be seen that various modifications and applications that are not available are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
111: 기판 113: 버퍼층
115: 저 전도층 117: 제1도전형 반도체층
118: 제1초격자층 119: 제2초격자층
120: 초격자층 121: 제3초격자층
122: 제1반도체층 123: 활성층
124: 제2도전형 반도체층 111: substrate 113: buffer layer
115: low conductivity layer 117: first conductivity type semiconductor layer
118: first super lattice layer 119: second super lattice layer
120: super lattice layer 121: third super lattice layer
122: first semiconductor layer 123: active layer
124: second conductive type semiconductor layer
Claims (15)
상기 제1도전형 반도체층 위에 배치된 제2도전형 반도체층;
상기 제1도전형 반도체층과 상기 제2도전형 반도체층 사이에, 복수의 양자 우물층과 복수의 양자 장벽층을 포함하는 활성층;
상기 제1도전형 반도체층과 상기 활성층 사이에 배치된 초격자층; 및
상기 활성층과 상기 초격자층 사이에 언도프된 제1반도체층을 포함하며,
상기 초격자층은 상기 제1도전형 반도체층과 상기 활성층 사이에 적어도 3개의 초격자층을 포함하며,
상기 적어도 3개의 초격자층은, 서로 다른 적어도 2층이 주기적으로 배치되는 제1 내지 제3초격자층을 포함하고,
상기 제1초격자층은 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 활성층 사이에 배치되고,
상기 제2초격자층은 상기 제1초격자층 및 상기 활성층 사이에 배치되고,
상기 제3초격자층은 상기 제2초격자층 및 상기 활성층 사이에 배치되고,
상기 제1 내지 제3초격자층 중, 상기 제1도전형 반도체층에 인접한 상기 제1초격자층의 주기는 상기 제2 및 제3초격자층의 주기보다 낮고, 상기 활성층에 인접한 상기 제3초격자층의 주기가 상기 제1 및 제2초격자층의 주기보다 높고,
상기 제3초격자층은 상기 초격자층의 전체 주기의 50% 이상의 주기를 갖고,
상기 제1내지 제3초격자층 각각은 알루미늄의 조성이 서로 다른 AlGaN을 포함하고,
상기 제1 내지 제3초격자층은 상기 활성층에 인접한 초격자층일수록 AlGaN의 알루미늄의 조성이 높고,
상기 제3초격자층의 AlGaN의 알루미늄의 조성은 상기 양자 장벽층의 알루미늄의 조성보다 작고,
상기 제1반도체층은 AlGaN을 포함하며, 상기 제1반도체층의 알루미늄 조성은 상기 활성층에 인접한 상기 제3초격자층의 알루미늄의 조성보다 낮은 발광소자.A first conductive type semiconductor layer;
A second conductive type semiconductor layer disposed on the first conductive type semiconductor layer;
An active layer including a plurality of quantum well layers and a plurality of quantum barrier layers between the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer;
A super lattice layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the active layer; And
And a first semiconductor layer undoped between the active layer and the super lattice layer,
The super lattice layer includes at least three super lattice layers between the first conductive semiconductor layer and the active layer,
The at least three super-lattice layers include first to third super-lattice layers in which at least two different layers are periodically arranged,
The first super lattice layer is disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the active layer,
The second super lattice layer is disposed between the first super lattice layer and the active layer,
The third super lattice layer is disposed between the second super lattice layer and the active layer,
Among the first to third super lattice layers, a period of the first super lattice layer adjacent to the first conductive type semiconductor layer is lower than that of the second and third super lattice layers, The period of the super lattice layer is higher than that of the first and second super lattice layers,
The third super lattice layer has a period of 50% or more of the total period of the super lattice layer,
Each of the first to third superlattice layers includes AlGaN having a different composition of aluminum,
The first to third superlattice layers have a higher composition of AlGaN aluminum as the superlattice layer adjacent to the active layer,
The composition of aluminum of AlGaN in the third superlattice layer is smaller than that of aluminum in the quantum barrier layer,
The first semiconductor layer includes AlGaN, and the aluminum composition of the first semiconductor layer is lower than that of the aluminum of the third superlattice layer adjacent to the active layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140142487A KR102175346B1 (en) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | Light emitting device and light emitting device package |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140142487A KR102175346B1 (en) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | Light emitting device and light emitting device package |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160046506A KR20160046506A (en) | 2016-04-29 |
KR102175346B1 true KR102175346B1 (en) | 2020-11-06 |
Family
ID=55915658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140142487A KR102175346B1 (en) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | Light emitting device and light emitting device package |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102175346B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016120419A1 (en) * | 2016-10-26 | 2018-04-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor body |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100674862B1 (en) | 2005-08-25 | 2007-01-29 | 삼성전기주식회사 | Nitride semiconductor light emitting device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101712049B1 (en) * | 2010-11-17 | 2017-03-03 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device |
KR20120111364A (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-10 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device and light emitting device package |
-
2014
- 2014-10-21 KR KR1020140142487A patent/KR102175346B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100674862B1 (en) | 2005-08-25 | 2007-01-29 | 삼성전기주식회사 | Nitride semiconductor light emitting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20160046506A (en) | 2016-04-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102175345B1 (en) | Light emitting device and lighting system | |
KR102212666B1 (en) | Light emitting device | |
US8269234B2 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
KR102163956B1 (en) | Light emitting device and lighting system | |
KR102356232B1 (en) | Uv light emitting device and light emitting device package | |
KR102359824B1 (en) | Uv light emitting device and light emitting device package | |
KR102175346B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR102200000B1 (en) | Light emitting device and lighting system | |
KR20160145413A (en) | Red light emitting device and method for fabricating the same, and light emitting device package | |
KR102199997B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR102397266B1 (en) | Light emitting device and lighting apparatus | |
KR102447089B1 (en) | Uv light emitting device and light emitting device package | |
KR102181429B1 (en) | Light emitting device and lighting system | |
KR102181404B1 (en) | Light emitting device and lighting system | |
KR102153125B1 (en) | Light emitting device and lighting system | |
KR102346649B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package having thereof | |
KR102376672B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
US10971648B2 (en) | Ultraviolet light-emitting element and light-emitting element package | |
KR102336432B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR102430965B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR102356516B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR102322696B1 (en) | Uv light emitting device and light emitting device package | |
KR102486036B1 (en) | Uv light emitting device, method of manufacturing uv light emitting device and light emitting device package | |
KR102330022B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR102353844B1 (en) | Uv light emitting device and light emitting device package |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |