KR102356226B1 - Semiconductor device and Semiconductor device package - Google Patents

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Abstract

반도체소자는 기판 상에 제1 파장변환층과, 제1 파장변환층 상에 제1 반도체층과, 제1 반도체층 상에 활성층과, 활성층 상에 제2 반도체층과, 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극과, 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극을 포함한다.
활성층은 제1 파장 영역의 광을 발광할 수 있다. 제1 파장변환층은 서로 다른 2개의 반도체층으로 이루어질 수 있다. 제1 파장변환층은 활성층에서 생성된 제1 파장 영역의 광에 의해 제2 파장 영역의 광을 발광할 수 있다. 제1 파장 영역과 제2 파장 영역은 서로 상이할 수 있다.
The semiconductor device includes a first wavelength conversion layer on a substrate, a first semiconductor layer on the first wavelength conversion layer, an active layer on the first semiconductor layer, a second semiconductor layer on the active layer, a first semiconductor layer and electrical It includes a first electrode connected to the , and a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer.
The active layer may emit light in the first wavelength region. The first wavelength conversion layer may be formed of two different semiconductor layers. The first wavelength conversion layer may emit light of the second wavelength region by the light of the first wavelength region generated in the active layer. The first wavelength region and the second wavelength region may be different from each other.

Description

반도체소자 및 반도체소자 패키지{Semiconductor device and Semiconductor device package}Semiconductor device and semiconductor device package

실시예는 반도체소자 및 반도체소자 패키지에 관한 것이다.The embodiment relates to a semiconductor device and a semiconductor device package.

GaN, AlGaN 등의 화합물 반도체 물질을 포함하는 반도체소자는 넓고 조정이 용이한 밴드갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광소자, 수광소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.A semiconductor device including a compound semiconductor material such as GaN or AlGaN has many advantages, such as having a wide and easily adjustable band gap energy, and thus can be used in various ways as a light emitting device, a light receiving device, and various diodes.

특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등과 같은 다양한 색을 구현할 수 있다. 발광소자는 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하다. 이러한 발광소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.In particular, light emitting devices such as light emitting diodes or laser diodes using group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor materials of semiconductors have developed red, green, and Various colors such as blue and ultraviolet light may be implemented. In the light emitting device, efficient white light can be realized by using a fluorescent material or combining colors. These light emitting devices have advantages of low power consumption, semi-permanent lifespan, fast response speed, safety, and environmental friendliness compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps.

이와 같은 발광소자를 이용하여 백색광을 얻기 위한 반도체소자 패키지가 활발하게 개발되고 있다.A semiconductor device package for obtaining white light using such a light emitting device is being actively developed.

종래의 반도체소자 패키지에서는 적색 발광소자와 녹색 발광소자 위에 적색 형광체를 포함하는 몰딩부재가 배치되어 백색광이 얻어진다.In a conventional semiconductor device package, a molding member including a red phosphor is disposed on the red light emitting device and the green light emitting device to obtain white light.

하지만, 종래의 반도체소자 패키지에서는 적색 발광소자와 녹색 발광소자가 차지하는 면적이 증가되어 반도체 소자 패키지의 사이즈가 증가되고, 적어도 2개의 발광소자가 사용되어야 하므로 제조 비용이 증가되며, 서로 수평적으로 배치되는 적색 발광소자와 녹색 발광소자 간의 혼색 문제가 발생된다. However, in the conventional semiconductor device package, the area occupied by the red light emitting device and the green light emitting device is increased to increase the size of the semiconductor device package, and since at least two light emitting devices must be used, the manufacturing cost is increased, and they are arranged horizontally with each other. There is a problem of color mixing between the red light emitting device and the green light emitting device.

또한, 종래의 반도체소자 패키지에서는 적색 발광소자와 녹색 발광소자가 개별적으로 구동되므로, 구동 제어가 복잡하고 소비전력이 증가되는 문제가 있다. In addition, in the conventional semiconductor device package, since the red light emitting device and the green light emitting device are individually driven, there is a problem in that driving control is complicated and power consumption is increased.

실시예는 적어도 2개의 컬러 광이 발광되어 사이즈를 최소화할 수 있는 반도체소자 및 반도체소자 패키지를 제공한다. The embodiment provides a semiconductor device and a semiconductor device package capable of minimizing a size by emitting at least two color lights.

실시예는 적어도 2개의 컬러 광이 발광되어 제조 비용을 감소시킬 수 있는 반도체소자 및 반도체소자 패키지를 제공한다.The embodiment provides a semiconductor device and a semiconductor device package capable of reducing manufacturing cost by emitting at least two color lights.

실시예는 적어도 2개의 컬러 광이 상하 방향에서 발광되어 혼색 발생을 최소화할 수 있는 반도체소자 및 반도체소자 패키지를 제공한다.The embodiment provides a semiconductor device and a semiconductor device package in which at least two color lights are emitted in a vertical direction to minimize color mixing.

실시예는 적어도 2개의 컬러 광이 발광되어 소비전력을 줄일 수 있는 반도체소자 및 반도체소자 패키지를 제공한다.The embodiment provides a semiconductor device and a semiconductor device package capable of reducing power consumption by emitting at least two color lights.

실시예에 따른 반도체소자는, 기판; 상기 기판 상에 제1 파장변환층; 상기 제1 파장변환층 상에 제1 반도체층; 상기 제1 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제2 반도체층; 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 상기 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함한다. A semiconductor device according to an embodiment includes a substrate; a first wavelength conversion layer on the substrate; a first semiconductor layer on the first wavelength conversion layer; an active layer on the first semiconductor layer; a second semiconductor layer on the active layer; a first electrode electrically connected to the first semiconductor layer; and a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer.

상기 활성층은 제1 파장 영역의 광을 발광할 수 있다. The active layer may emit light in a first wavelength region.

상기 제1 파장변환층은 서로 다른 2개의 반도체층으로 이루어질 수 있다. The first wavelength conversion layer may be formed of two different semiconductor layers.

상기 제1 파장변환층은 상기 활성층에서 생성된 상기 제1 파장 영역의 광에 의해 제2 파장 영역의 광을 발광할 수 있다. The first wavelength conversion layer may emit light of a second wavelength region by the light of the first wavelength region generated by the active layer.

상기 제1 파장 영역과 상기 제2 파장 영역은 서로 상이할 수 있다. The first wavelength region and the second wavelength region may be different from each other.

실시예에 따른 반도체소자 패키지, 캐비티를 갖는 몸체; 상기 몸체 내에 제1 및 제2 리드프레임; 및 상기 반도체소자를 포함할 수 있다. A semiconductor device package according to an embodiment, a body having a cavity; first and second leadframes within the body; and the semiconductor device.

실시예에 따르면, 단일 반도체소자에서 예컨대 활성층을 포함하는 발광구조물에 의해 제1 파장 영역의 광이 전계 발광으로 생성되고, 파장변환층에 의해 제2 파장 영역의 광이 광 발광으로 생성될 수 있으므로, 제1 파장 영역의 광과 제2 파장 영역의 광을 각각 생성하는 반도체소자를 개별적으로 제조할 필요가 없어 제조 비용이 절감될 수 있다.According to an embodiment, in a single semiconductor device, for example, light of a first wavelength region may be generated as electroluminescence by a light emitting structure including an active layer, and light of a second wavelength region may be generated as photoluminescence by a wavelength conversion layer. , it is not necessary to separately manufacture the semiconductor device that generates the light of the first wavelength region and the light of the second wavelength region, respectively, so that the manufacturing cost can be reduced.

실시예에 따르면, 단일 반도체소자에서 예컨대 발광구조물에 의해 제1 파장 영역의 광이 전계 발광으로 생성되고, 파장변환층에 의해 제2 파장 영역의 광이 광 발광으로 생성될 수 있으므로, 상부에 위치된 발광구조물에서 생성된 제1 파장 영역의 광이 사방으로 방출되고, 그 중 일부 광이 하부 방향으로 진행되어 발광구조물의 활성층의 하부에 위치된 파장변환층에 의해 제2 파장 영역의 광으로 생성되므로, 제1 파장 영역의 광과 제2 파장 영역의 광의 혼색의 발생 가능성이 현저하게 줄어들 수 있다. According to the embodiment, in a single semiconductor device, for example, light of a first wavelength region may be generated as electroluminescence by a light emitting structure, and light of a second wavelength region may be generated as photoluminescence by a wavelength conversion layer, so it is located on the upper part The light of the first wavelength region generated by the light emitting structure is emitted in all directions, and some of the light proceeds in the downward direction and is generated as light of the second wavelength region by the wavelength conversion layer located under the active layer of the light emitting structure Therefore, the possibility of occurrence of a color mixture of the light of the first wavelength region and the light of the second wavelength region may be remarkably reduced.

실시예에 따르면, 제1 파장 영역의 광을 생성하는 발광구조물에만 전압이 인가되고 제2 파장 영역의 광을 생성하는 파장변환층은 전압이 인가될 필요가 없으므로, 소비전력이 줄어들 수 있다.According to an embodiment, a voltage is applied only to the light emitting structure that generates light in the first wavelength region and no voltage needs to be applied to the wavelength conversion layer that generates light in the second wavelength region, so power consumption can be reduced.

실시예에 따르면, 이와 같이 제조된 반도체소자가 반도체소자 패키지에 실장되는 경우, 반도체소자 패키지의 사이즈가 감소될 수 있다.According to an embodiment, when the semiconductor device manufactured as described above is mounted on the semiconductor device package, the size of the semiconductor device package may be reduced.

실시예에 따르면, 발광구조물을 성장할 때 파장변환층도 함께 성장할 수 있으므로, 별도로 형광체를 형성할 필요가 없어 공정이 단순하고 구조가 간단할 수 있다. According to the embodiment, since the wavelength conversion layer may be grown together when the light emitting structure is grown, there is no need to separately form a phosphor, and thus the process may be simple and the structure may be simple.

실시예에 따르면, 열에 강한 화합물 반도체 재질로 파장변환층이 형성되어, 종래의 녹색 형광체의 형성시 열에 의한 변형으로 인한 연색 지수(CRI: Color Rendering Index)가 저하되는 문제를 해소할 수 있다,According to the embodiment, the wavelength conversion layer is formed of a heat-resistant compound semiconductor material, so that it is possible to solve the problem of lowering the color rendering index (CRI) due to deformation due to heat when the conventional green phosphor is formed.

실시예에 따르면, 파장변환층의 도핑 농도를 높게 하여 파장변환층에서 생성되는 제1 파장 영역의 광의 세기를 증가시켜 줌으로써, 색재현율을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment, by increasing the doping concentration of the wavelength conversion layer to increase the intensity of light in the first wavelength region generated in the wavelength conversion layer, color gamut may be improved.

실시예에 따르면, 제1 반도체층과 파장변환층 사이에 제4 반도체층을 배치하여 줌으로써, 파장변환층 아래로 흘러 발생되는 전류의 손실을 방지하여 줄 수 있다. According to the embodiment, by disposing the fourth semiconductor layer between the first semiconductor layer and the wavelength conversion layer, it is possible to prevent loss of current generated by flowing down the wavelength conversion layer.

실시예에 따르면, 제1 파장 영역의 광을 생성하는 활성층과 제2 및 제3 파장 영역의 광 각각을 생성하는 제1 및 제2 파장변환층을 배치하여 줌으로써, 예컨대 청색 광, 녹색 광 및 적색 광이 모두 발광되어 백색광 구현이 가능하므로, 반도체소자 패키지 제조시에 또 다른 컬러 광을 생성하기 위한 추가적인 재질이 포함되거나 추가적인 레이어(layer)가 포함되는 공정이 필요하지 않게 되어, 제조 비용을 절감하고 구조를 단순화하며, 또한 소비전력을 줄이고 구동 회로나 와이어와 같은 전기적인 연결 라인의 개수를 줄일 수 있다. According to an embodiment, by disposing an active layer for generating light in the first wavelength region and first and second wavelength conversion layers for generating light in the second and third wavelength regions, respectively, for example, blue light, green light, and red light. Since all light is emitted to realize white light, there is no need for a process including an additional material or an additional layer for generating another color light when manufacturing a semiconductor device package, thereby reducing manufacturing cost and It is possible to simplify the structure, reduce power consumption, and reduce the number of electrical connection lines such as driving circuits and wires.

도 1은 제1 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 도면이다.
도 2는 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 3는 파장변환층의 우물층의 도핑 농도에 따른 제2 파장 영역의 광의 세기를 나타낸다.
도 4는 실시예에 따른 수평형 반도체소자를 나타낸다.
도 5는 실시예에 따른 플립형 반도체소자를 나타낸다.
도 6은 제2 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 도면이다.
도 7은 제3 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 도면이다.
도 8은 실시예에 따른 수평형 반도체소자를 나타낸다.
도 9는 제4 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 도면이다.
도 10은 제5 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 도면이다.
도 11은 실시예에 따른 반도체소자 패키지를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a first embodiment.
2 is a diagram illustrating an energy band diagram.
3 shows the intensity of light in the second wavelength region according to the doping concentration of the well layer of the wavelength conversion layer.
4 shows a horizontal type semiconductor device according to an embodiment.
5 shows a flip-type semiconductor device according to an embodiment.
6 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a second embodiment.
7 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a third embodiment.
8 shows a horizontal type semiconductor device according to an embodiment.
9 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a fourth embodiment.
10 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a fifth embodiment.
11 is a diagram illustrating a semiconductor device package according to an embodiment.

이하 상기의 과제를 해결하기 위한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments for solving the above problems will be described with reference to the accompanying drawings.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성(element)이 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성이 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성이 상기 두 구성 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 구성을 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where each element is described as being formed on "on or under", under) includes both elements in which two elements are in direct contact with each other or in which one or more other elements are disposed between the two elements indirectly. In addition, when expressed as "up (up) or down (on or under)", the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one configuration may be included.

반도체소자는 발광소자, 수광소자 등 각종 전자 소자 포함할 수 있으며, 발광소자와 수광소자는 모두 적어도 제1 반도체층과 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 반도체소자는 발광소자일 수 있다. 발광소자는 제1 캐리어, 즉 전자와 제2 캐리어, 즉 정공이 재결합함으로써 빛을 방출하게 되고, 이 빛의 파장은 물질 고유의 밴드갭 에너지(Bandgap Energy)에 의해서 결정된다. 따라서, 방출되는 빛은 상기 물질의 조성에 따라 다를 수 있다.The semiconductor device may include various electronic devices such as a light emitting device and a light receiving device, and both the light emitting device and the light receiving device may include a light emitting structure including at least a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer. The semiconductor device according to the embodiment may be a light emitting device. The light emitting device emits light by recombination of a first carrier, that is, an electron and a second carrier, that is, a hole, and the wavelength of this light is determined by the material's inherent bandgap energy. Accordingly, the emitted light may vary depending on the composition of the material.

발광소자 대신에 반도체 발광소자로 명명될 수도 있다.Instead of the light emitting device, it may be referred to as a semiconductor light emitting device.

이하에서는 다양한 실시예의 반도체소자를 설명한다.Hereinafter, semiconductor devices of various embodiments will be described.

(제1 실시예)(Example 1)

도 1은 제1 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a first embodiment.

도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 반도체소자(10)는 기판(11), 발광구조물(13) 및 파장변환층(21)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the semiconductor device 10 according to the first embodiment may include a substrate 11 , a light emitting structure 13 , and a wavelength conversion layer 21 .

발광구조물(13)은 전기적으로 인가되는 신호(전압), 즉 전계 발광에 의해 제1 파장 영역의 광을 생성하고, 파장변환층(21)은 제1 파장 영역의 광에 의하여 제2 파장 영역의 광을 생성할 수 있다. The light emitting structure 13 generates light of a first wavelength region by an electrically applied signal (voltage), that is, electroluminescence, and the wavelength conversion layer 21 emits light in the second wavelength region by the light of the first wavelength region. Can generate light.

제1 파장 영역의 광은 예컨대, 대략 400nm 내지 대략 470nm 범위의 청색 광일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제2 파장 영역의 광은 예컨대, 대략 500nm 내지 대략 560nm 범위의 녹색 광일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The light of the first wavelength region may be, for example, blue light in a range of about 400 nm to about 470 nm, but is not limited thereto. The light of the second wavelength region may be, for example, green light in a range of about 500 nm to about 560 nm, but is not limited thereto.

발광구조물(13)은 전압 인가에 의해 전류가 흘러야 제1 파장 영역의 광이 생성되고, 파장변환층(21)은 제1 파장 영역의 광이 흡수되어야 제2 파장 영역의 광이 생성될 수 있다. 즉, 제1 파장 영역의 광은 전압을 구동소스로 하여 생성되고, 제2 파장 영역의 광은 제1 파장 영역의 광을 구동소스로 하여 생성될 수 있다. The light emitting structure 13 generates light of a first wavelength region only when a current flows by applying a voltage, and the wavelength conversion layer 21 needs to absorb light of the first wavelength region to generate light of a second wavelength region. . That is, the light of the first wavelength region may be generated using a voltage as a driving source, and the light of the second wavelength region may be generated using the light of the first wavelength region as a driving source.

따라서, 제1 파장 영역의 광을 생성하기 위해 발광구조물(13)에 전압이 인가될 수 있다. 발광구조물(13)에 인가된 전압에 의해 발광구조물 내에 전류가 흘러 이 전류에 따라 제1 파장 영역의 광이 생성될 수 있다. 이와 같이 생성된 제1 파장 영역의 광의 일부가 파장변환층(21)으로 흡수되는 경우, 제1 파장 영역의 광에 의해 제2 파장 영역의 광이 생성될 수 있다. Accordingly, a voltage may be applied to the light emitting structure 13 to generate light in the first wavelength region. A current flows in the light emitting structure by the voltage applied to the light emitting structure 13, and light of the first wavelength region may be generated according to the current. When a portion of the generated light of the first wavelength region is absorbed by the wavelength conversion layer 21 , light of the second wavelength region may be generated by the light of the first wavelength region.

발광구조물(13)은 기판(11) 상에 배치될 수 있다. 파장변환층(21)은 기판(11)과 발광구조물 사이에 배치될 수 있다. 발광구조물(13)과 파장변환층(21)은 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 포함할 수 있다.The light emitting structure 13 may be disposed on the substrate 11 . The wavelength conversion layer 21 may be disposed between the substrate 11 and the light emitting structure. The light emitting structure 13 and the wavelength conversion layer 21 may include a Group 3-5 or Group 2-6 compound semiconductor material.

발광구조물(13)은 제1 반도체층(15), 활성층(17) 및 제2 반도체층(19)을 포함할 수 있다. The light emitting structure 13 may include a first semiconductor layer 15 , an active layer 17 , and a second semiconductor layer 19 .

제1 반도체층(15)은 기판(11) 상에 배치될 수 있다. The first semiconductor layer 15 may be disposed on the substrate 11 .

기판(11)은 발광구조물(13)을 성장시키는 한편 발광구조물(13)을 지지하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 기판(11)은 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질의 성장에 적합한 물질로 형성되며, 발광구조물(13)과 격자 상수가 유사하고 열적 안정성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 기판(11)은 전도성 기판 또는 절연성 기판으로서, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP 및 Ge로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다.The substrate 11 may serve to support the light emitting structure 13 while growing the light emitting structure 13 . Accordingly, the substrate 11 may be formed of a material suitable for growth of a Group 3-5 or Group 2-6 compound semiconductor material, and may be formed of a material having a lattice constant and thermal stability similar to that of the light emitting structure 13 . For example, the substrate 11 is a conductive substrate or an insulating substrate, and may be formed of at least one selected from the group consisting of sapphire (Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, and Ge.

제1 반도체층(15)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 화합물 반도체 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 제1 반도체층(15)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN, GaAs, AlGaAs, GaAsP GaP, InP, GaInP 및 AlGaInP로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The first semiconductor layer 15 may be formed of a compound semiconductor material of AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1), but is not limited thereto. For example, the first semiconductor layer 15 may include at least one selected from the group consisting of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN, GaAs, AlGaAs, GaAsP GaP, InP, GaInP, and AlGaInP. is not limited to

제1 반도체층(15)은 대략 1㎛ 내지 대략 10㎛의 두께를 가질 수 있다. The first semiconductor layer 15 may have a thickness of about 1 μm to about 10 μm.

제1 반도체층(15)은 Si, Ge, Sn와 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 반도체층(15)의 도핑 농도는 대략 1×1017cm-3 내지 대략 2×1019cm-3일 수 있다. 제1 반도체층(15)은 활성층(17)에 전자를 제공하여 줄 수 있다.The first semiconductor layer 15 may include an n-type dopant such as Si, Ge, or Sn. The doping concentration of the first semiconductor layer 15 may be about 1×1017 cm −3 to about 2×1019 cm −3 . The first semiconductor layer 15 may provide electrons to the active layer 17 .

활성층(17)은 제1 반도체층(15) 상에 배치될 수 있다. The active layer 17 may be disposed on the first semiconductor layer 15 .

활성층(17)은 제1 파장 영역의 광을 생성할 수 있다. 이러한 제1 파장 영역의 광은 스스로 생성되지 않고, 제1 반도체층(15)과 제2 반도체층(19) 사이에 전압이 인가될 때 생성될 수 있다.The active layer 17 may generate light in the first wavelength region. The light in the first wavelength region is not generated by itself, but may be generated when a voltage is applied between the first semiconductor layer 15 and the second semiconductor layer 19 .

즉, 활성층(17)은 제1 반도체층(15)을 통해서 주입되는 전자와 제2 반도체층(19)을 통해서 주입되는 정공이 서로 재결합(recombination)되어, 활성층(17)의 화합물 반도체 물질에 따른 밴드갭 에너지에 상응하는 파장 영역의 광을 방출할 수 있다. That is, in the active layer 17 , electrons injected through the first semiconductor layer 15 and holes injected through the second semiconductor layer 19 recombine with each other, so that the compound semiconductor material of the active layer 17 is It is possible to emit light in a wavelength region corresponding to the bandgap energy.

다시 말해, 활성층(17)은 제1 반도체층(15)과 제2 반도체층(19) 사이에 공급된 전기적 신호를 빛으로 변환하는 전계 발광(EL: Electro Luminescence)을 수행할 수 있다.In other words, the active layer 17 may perform electroluminescence (EL) for converting an electrical signal supplied between the first semiconductor layer 15 and the second semiconductor layer 19 into light.

활성층(17)은 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 활성층(17)은 우물층과 배리어층을 한 주기로 하여 우물층과 배리어층이 반복적으로 형성될 수 있다. The active layer 17 may include any one of a multiple quantum well structure (MQW), a quantum dot structure, or a quantum wire structure. In the active layer 17 , the well layer and the barrier layer may be repeatedly formed with one cycle of the well layer and the barrier layer.

우물층과 배리어층의 반복주기는 반도체소자(10)의 특성에 따라 변형 가능하므로, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 우물층과 배리어층로 이루어지는 한 주기를 한 쌍(1 pair)이라고 정의할 때, 활성층(17)은 예컨대, 1쌍 내지 20쌍의 우물층과 배리어층을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Since the repetition period of the well layer and the barrier layer can be modified according to the characteristics of the semiconductor device 10 , it is not limited thereto. When a period composed of a well layer and a barrier layer is defined as a pair, the active layer 17 may include, for example, 1 to 20 pairs of a well layer and a barrier layer, but is not limited thereto. .

활성층(17)은 예를 들면, InGaN/InGaN, InGaN/GaN, InGaN/AlGaN과 같은 우물층과 배리어층을 포함할 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 배리어층의 밴드갭 에너지는 우물층의 밴드갭 에너지(Eg1)보다 클 수 있다.The active layer 17 may include, for example, a well layer and a barrier layer such as InGaN/InGaN, InGaN/GaN, or InGaN/AlGaN. As shown in FIG. 2 , the bandgap energy of the barrier layer may be greater than the bandgap energy Eg1 of the well layer.

제1 파장 영역의 광은 활성층(17)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg1)에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 활성층(17)의 우물층은 제1 파장 영역의 광에 상응하는 밴드갭 에너지를 갖는 화합물 반도체 물질을 포함할 수 있다. The light of the first wavelength region may be determined by the bandgap energy Eg1 of the well layer of the active layer 17 . Accordingly, the well layer of the active layer 17 may include a compound semiconductor material having a bandgap energy corresponding to light in the first wavelength region.

우물층은 대략 1nm 내지 대략 10nm의 두께를 가지고, 배리어층은 대략 1nm 내지 대략 20nm의 두께를 가질 수 있다.The well layer may have a thickness of approximately 1 nm to approximately 10 nm, and the barrier layer may have a thickness of approximately 1 nm to approximately 20 nm.

활성층(17)은 도펀트를 포함하지 않을 수 있다.The active layer 17 may not include a dopant.

활성층(17)은 Si와 같은 n형 도펀트로 도핑될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 활성층(17)의 도핑 농도는 1×1017cm-3 내지 2×1019cm-3일 수 있다. 활성층(17)에 도핑되는 도펀트에 의해 활성층(17)의 스트레스가 완화되어 활성층(17)에서 생성되는 제1 파장 영역의 광의 효율이 향상될 수 있다. The active layer 17 may be doped with an n-type dopant such as Si, but is not limited thereto. The doping concentration of the active layer 17 may be 1×1017 cm −3 to 2×1019 cm −3 . Stress of the active layer 17 is relieved by the dopant doped into the active layer 17 , so that the efficiency of light in the first wavelength region generated by the active layer 17 may be improved.

n형 도펀트는 활성층(17)의 우물층이 및/또는 배리어층에 포함될 수 있다.The n-type dopant may be included in the well layer and/or the barrier layer of the active layer 17 .

제2 반도체층(19)은 활성층(17) 상에 배치될 수 있다.The second semiconductor layer 19 may be disposed on the active layer 17 .

제2 반도체층(19)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화합물 반도체 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 제2 반도체층(19)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN, GaAs, AlGaAs, GaAsP GaP, InP, GaInP 및 AlGaInP로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The second semiconductor layer 19 may be formed of a compound semiconductor material of AlxInyGa(1-xy)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1), but is not limited thereto. does not For example, the second semiconductor layer 19 may include at least one selected from the group consisting of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN, GaAs, AlGaAs, GaAsP GaP, InP, GaInP and AlGaInP, but this is not limited to

제2 반도체층(19)은 대략 1㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. The second semiconductor layer 19 may have a thickness of about 1 μm or less.

제2 반도체층(19)은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba와 같은 p형 도펀트를 포함할 수 있다. 제2 반도체층(19)의 도핑 농도는 대략 1×1017cm-3 내지 대략 2×1019cm-3일 수 있다.The second semiconductor layer 19 may include a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba. The doping concentration of the second semiconductor layer 19 may be about 1×1017 cm −3 to about 2×1019 cm −3 .

제2 반도체층(19)은 활성층(17)에 정공을 제공하여 줄 수 있다.The second semiconductor layer 19 may provide holes to the active layer 17 .

도시되지 않았지만, 전압이 공급되도록 하기 위해 제1 반도체층(15)과 제2 반도체층(19) 각각의 일부에 전압 인가를 위한 전극이 배치될 수 있다. Although not shown, an electrode for applying a voltage may be disposed in a portion of each of the first semiconductor layer 15 and the second semiconductor layer 19 to supply a voltage.

한편, 파장변환층(21)은 발광구조물(13)의 아래에 배치될 수 있다. 구체적으로, 파장변환층(21)은 발광구조물(13)의 제1 반도체층(15) 아래에 배치될 수 있다.Meanwhile, the wavelength conversion layer 21 may be disposed under the light emitting structure 13 . Specifically, the wavelength conversion layer 21 may be disposed under the first semiconductor layer 15 of the light emitting structure 13 .

파장변환층(21)은 제2 파장 영역의 광을 생성할 수 있다. 이러한 제2 파장 영역의 광은 스스로 생성되지 않고, 제1 파장 영역의 광을 이용하여 생성될 수 있다.The wavelength conversion layer 21 may generate light in the second wavelength region. The light of the second wavelength region may not be generated by itself, but may be generated using light of the first wavelength region.

즉, 활성층(17)에서 생성된 제1 파장 영역의 광의 일부가 활성층(17)의 하부 방향으로 진행되어 파장변환층(21)에 의해 흡수될 수 있다. 이러한 경우, 상기 흡수된 제1 파장 영역의 광에 의해 파장변환층(21)의 우물층의 전자가 여기된 후 안정화되면서 제2 파장 영역의 광이 생성될 수 있다. 따라서, 파장변환층(21)은 제1 파장 영역의 광과 같은 광 신호를 빛으로 변환하는 광 발광(PL: Photo Luminescence)을 수행할 수 있다.That is, a portion of the light of the first wavelength region generated in the active layer 17 may travel downward of the active layer 17 and be absorbed by the wavelength conversion layer 21 . In this case, while electrons of the well layer of the wavelength conversion layer 21 are excited by the absorbed light of the first wavelength region and then stabilized, light of the second wavelength region may be generated. Accordingly, the wavelength conversion layer 21 may perform photoluminescence (PL) that converts an optical signal such as light of the first wavelength region into light.

파장변환층(21)은 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 파장변환층(21)은 우물층과 배리어층을 한 주기로 하여 우물층과 배리어층이 반복적으로 형성될 수 있다. 우물층과 배리어층의 반복주기는 반도체소자(10)의 특성에 따라 변형 가능하므로, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The wavelength conversion layer 21 may include any one of a multiple quantum well structure (MQW), a quantum dot structure, or a quantum wire structure. In the wavelength conversion layer 21 , the well layer and the barrier layer may be repeatedly formed with one cycle of the well layer and the barrier layer. Since the repetition period of the well layer and the barrier layer can be modified according to the characteristics of the semiconductor device 10 , it is not limited thereto.

우물층과 배리어층로 이루어지는 한 주기를 한 쌍(1 pair)이라고 정의할 때, 파장변환층(21)은 예컨대, 1쌍 내지 20쌍의 우물층과 배리어층을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. When a period composed of a well layer and a barrier layer is defined as a pair, the wavelength conversion layer 21 may include, for example, 1 to 20 pairs of a well layer and a barrier layer, but is limited thereto. I never do that.

파장변환층(21)은 예를 들면, InGaN/InGaN, InGaN/GaN, InGaN/AlGaN과 같은 우물층과 배리어층을 포함할 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 배리어층의 밴드갭 에너지는 우물층의 밴드갭 에너지(Eg2)보다 클 수 있다.The wavelength conversion layer 21 may include, for example, a well layer and a barrier layer such as InGaN/InGaN, InGaN/GaN, or InGaN/AlGaN. As shown in FIG. 2 , the bandgap energy of the barrier layer may be greater than the bandgap energy Eg2 of the well layer.

제2 파장 영역의 광은 파장변환층(21)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg2)에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 파장변환층(21)의 우물층은 제2 파장 영역의 광에 상응하는 밴드갭 에너지를 갖는 화합물 반도체 물질을 포함할 수 있다. Light in the second wavelength region may be determined by the bandgap energy Eg2 of the well layer of the wavelength conversion layer 21 . Accordingly, the well layer of the wavelength conversion layer 21 may include a compound semiconductor material having a bandgap energy corresponding to light in the second wavelength region.

우물층은 대략 1nm 내지 대략 10nm의 두께를 가지고, 배리어층은 대략 1nm 내지 대략 20nm의 두께를 가질 수 있다.The well layer may have a thickness of approximately 1 nm to approximately 10 nm, and the barrier layer may have a thickness of approximately 1 nm to approximately 20 nm.

파장변환층(21)은 Si와 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 파장변환층(21)의 도핑 농도는 1×1017cm-3 내지 2×1019cm-3일 수 있다. The wavelength conversion layer 21 may include an n-type dopant such as Si, but is not limited thereto. The doping concentration of the wavelength conversion layer 21 may be 1×1017 cm −3 to 2×1019 cm −3 .

n형 도펀트는 파장변환층(21)의 우물층이 및/또는 배리어층에 포함될 수 있다.The n-type dopant may be included in the well layer and/or the barrier layer of the wavelength conversion layer 21 .

파장변환층(21)에서 제2 파장 영역의 광이 생성되기 위해서는 제1 파장 영역의 광이 흡수되어야 한다. 파장변환층(21)에 제1 파장 영역의 광이 흡수되기 위해서는 제1 파장 영역의 광의 에너지(hν)가 파장변환층(21)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg2)보다 적어도 커야 한다. 제1 파장 영역의 광의 에너지(hν)는 활성층(17)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg1)에 상응하므로, 도 2에 도시한 바와 같이, 파장변환층(21)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg2)는 활성층(17)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg1)보다 작다. In order to generate light in the second wavelength region in the wavelength conversion layer 21 , light in the first wavelength region must be absorbed. In order for the light of the first wavelength region to be absorbed by the wavelength conversion layer 21 , the energy hν of the light of the first wavelength region must be at least greater than the bandgap energy Eg2 of the well layer of the wavelength conversion layer 21 . Since the energy hν of light in the first wavelength region corresponds to the bandgap energy Eg1 of the well layer of the active layer 17 , as shown in FIG. 2 , the bandgap energy of the well layer of the wavelength conversion layer 21 . (Eg2) is less than the bandgap energy (Eg1) of the well layer of the active layer 17 .

파장 영역은 밴드갭 에너지에 반비례하므로, 상술한 바와 같이 발광구조물(13)의 활성층(17)에서 청색 광이 생성되는 경우, 활성층(17)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg1)보다 작은 밴드갭 에너지를 갖는 파장변환층(21)에서는 활성층(17)에서 생성된 청색 광의 파장 영역보다 큰 파장 영역을 갖는 녹색 광이 생성될 수 있다.Since the wavelength region is inversely proportional to the bandgap energy, when blue light is generated from the active layer 17 of the light emitting structure 13 as described above, the bandgap is smaller than the bandgap energy Eg1 of the well layer of the active layer 17 . In the wavelength conversion layer 21 having energy, green light having a larger wavelength range than that of the blue light generated by the active layer 17 may be generated.

한편, 제3 반도체층(23)이 기판(11)과 파장변환층(21) 사이에 배치될 수 있다. 제3 반도체층(23)은 기판(11) 상에 주기적인 우물층과 배리어층을 포함하는 파장변환층(21)을 용이하게 성장되도록 도와주는 역할을 할 수 있다. 즉, 기판(11) 상에 파장변환층(21)이 직접 성장되는 경우, 기판(11)과 파장변환층(21) 간의 격자 상수 차이로 파장변환층(21)에 전위(dislocation)이나 v피트(pit)와 같은 결합이 발생되며 막질도 저하될 수 있다. Meanwhile, the third semiconductor layer 23 may be disposed between the substrate 11 and the wavelength conversion layer 21 . The third semiconductor layer 23 may serve to facilitate growth of the wavelength conversion layer 21 including a periodic well layer and a barrier layer on the substrate 11 . That is, when the wavelength conversion layer 21 is directly grown on the substrate 11 , a dislocation or v pit occurs in the wavelength conversion layer 21 due to a difference in lattice constant between the substrate 11 and the wavelength conversion layer 21 . Bonds such as pits may occur and the film quality may be deteriorated.

제3 반도체층(23)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화합물 반도체 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 제3 반도체층(23)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN, GaAs, AlGaAs, GaAsP GaP, InP, GaInP 및 AlGaInP로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The third semiconductor layer 23 may be formed of a compound semiconductor material of AlxInyGa(1-xy)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1), but is not limited thereto. does not For example, the third semiconductor layer 23 may include at least one selected from the group consisting of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN, GaAs, AlGaAs, GaAsP GaP, InP, GaInP, and AlGaInP. is not limited to

제3 반도체층(23)은 대략 1㎛ 내지 대략 10㎛의 두께를 가질 수 있다. The third semiconductor layer 23 may have a thickness of about 1 μm to about 10 μm.

제3 반도체층(23)은 제1 반도체층(15)와 동일한 도전형을 가질 수 있다. 예컨대, 제3 반도체층(23)은 Si, Ge, Sn와 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 반도체층(15)의 도핑 농도는 대략 1×1017cm-3 내지 대략 2×1019cm-3일 수 있다.The third semiconductor layer 23 may have the same conductivity type as that of the first semiconductor layer 15 . For example, the third semiconductor layer 23 may include an n-type dopant such as Si, Ge, or Sn. The doping concentration of the first semiconductor layer 15 may be about 1×1017 cm −3 to about 2×1019 cm −3 .

발광구조물(13)의 제1 반도체층(15)과 제2 반도체층(19)에 전압이 인가되는 경우, 제1 반도체층(15)뿐만 아니라 제3 반도체층(23)에도 전류가 흐르게 되어, 제1 반도체층(15)뿐만 아니라 제3 반도체층(23)의 전자도 활성층(17)으로 제공될 수도 있다. When a voltage is applied to the first semiconductor layer 15 and the second semiconductor layer 19 of the light emitting structure 13, current flows not only in the first semiconductor layer 15 but also in the third semiconductor layer 23, Electrons of the third semiconductor layer 23 as well as the first semiconductor layer 15 may be provided as the active layer 17 .

한편, 도시되지 않았지만, 버퍼층이 기판(11)과 제3 반도체층(23) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼층은 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 포함할 수 있다.Meanwhile, although not shown, a buffer layer may be disposed between the substrate 11 and the third semiconductor layer 23 . The buffer layer may include a Group 3-5 or Group 2-6 compound semiconductor material.

버퍼층은 기판(11)과 발광구조물(13) 사이의 격자 상수 차이를 완화시켜주는 역할을 할 수 있다. 격자 상수에 의해 기판(11)과 발광구조물(13) 사이의 격자 상수 차이가 완화되므로, 발광구조물(13)이 불량 없이 안정적으로 성장될 수 있다. The buffer layer may serve to alleviate a lattice constant difference between the substrate 11 and the light emitting structure 13 . Since the lattice constant difference between the substrate 11 and the light emitting structure 13 is alleviated by the lattice constant, the light emitting structure 13 can be stably grown without defects.

이상에서는, 발광구조물(13)에 제1 반도체층(15), 활성층(17) 및 제2 반도체층(19)이 포함되는 것으로 설명되었지만, 파장변환부(21) 아래에 배치된 제3 반도체층(23)도 발광구조물(13)에 포함될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. In the above, it has been described that the light emitting structure 13 includes the first semiconductor layer 15 , the active layer 17 , and the second semiconductor layer 19 , but the third semiconductor layer disposed under the wavelength converter 21 . (23) may also be included in the light emitting structure 13, but is not limited thereto.

한편, 제3 반도체층(23)은 도펀트를 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 제3 반도체층(23)은 단순히 제3 반도체층으로 명명되고 발광구조물(13)에 포함되지 않을 수 있다. Meanwhile, the third semiconductor layer 23 may not include a dopant. In this case, the third semiconductor layer 23 is simply referred to as a third semiconductor layer and may not be included in the light emitting structure 13 .

제1 실시예의 반도체소자에 따르면, 단일 반도체소자에서 예컨대 발광구조물(13)에 의해 제1 파장 영역의 광이 전계 발광으로 생성되고, 파장변환층(21)에 의해 제2 파장 영역의 광이 광 발광으로 생성될 수 있으므로, 제1 파장 영역의 광과 제2 파장 영역의 광을 각각 생성하는 반도체소자를 개별적으로 제조할 필요가 없어 제조 비용이 절감될 수 있다.According to the semiconductor device of the first embodiment, in a single semiconductor device, for example, light of a first wavelength region is generated as electroluminescence by the light emitting structure 13 , and light of a second wavelength region is emitted by the wavelength conversion layer 21 . Since it can be generated by light emission, it is not necessary to separately manufacture semiconductor devices that respectively generate the light of the first wavelength region and the light of the second wavelength region, and thus the manufacturing cost can be reduced.

제1 실시예의 반도체소자에 따르면, 단일 반도체소자에서 예컨대 발광구조물(13)에 의해 제1 파장 영역의 광이 전계 발광으로 생성되고, 파장변환층(21)에 의해 제2 파장 영역의 광이 광 발광으로 생성될 수 있으므로, 상부에 위치된 발광구조물(13)에서 생성된 제1 파장 영역의 광이 사방으로 방출되고, 그 중 일부 광이 하부 방향으로 진행되어 발광구조물(13)의 활성층(17)의 하부에 위치된 파장변환층(21)에 의해 제2 파장 영역의 광으로 생성되므로, 제1 파장 영역의 광과 제2 파장 영역의 광의 혼색의 발생 가능성이 현저하게 줄어들 수 있다. According to the semiconductor device of the first embodiment, in a single semiconductor device, for example, light of a first wavelength region is generated as electroluminescence by the light emitting structure 13 , and light of a second wavelength region is emitted by the wavelength conversion layer 21 . Since it can be generated by light emission, the light of the first wavelength region generated by the light emitting structure 13 positioned thereon is emitted in all directions, and some of the light proceeds in the lower direction to the active layer 17 of the light emitting structure 13 . ), since the light of the second wavelength region is generated by the wavelength conversion layer 21 positioned below, the possibility of occurrence of a mixture of the light of the first wavelength region and the light of the second wavelength region may be remarkably reduced.

제1 실시예의 반도체소자에 따르면, 제1 파장 영역의 광을 생성하는 발광구조물(13)에만 전압이 인가되고 제2 파장 영역의 광을 생성하는 파장변환층(21)은 전압이 인가될 필요가 없으므로, 소비전력이 줄어들 수 있다.According to the semiconductor device of the first embodiment, a voltage is applied only to the light emitting structure 13 that generates light in the first wavelength region, and a voltage needs to be applied to the wavelength conversion layer 21 that generates light in the second wavelength region. Therefore, power consumption can be reduced.

제1 실시예의 반도체소자에 따르면, 이와 같이 제조된 반도체소자가 반도체소자 패키지에 실장되는 경우, 반도체소자 패키지의 사이즈가 감소될 수 있다.According to the semiconductor device of the first embodiment, when the manufactured semiconductor device is mounted on a semiconductor device package, the size of the semiconductor device package may be reduced.

제1 실시예의 반도체소자에 따르면, 발광구조물(13)을 성장할 때 파장변환층(21)도 함께 성장할 수 있으므로, 별도로 형광체를 형성할 필요가 없어 공정이 단순하고 구조가 간단할 수 있다. According to the semiconductor device of the first embodiment, when the light emitting structure 13 is grown, the wavelength conversion layer 21 can also be grown, so that there is no need to separately form a phosphor, so the process can be simple and the structure can be simple.

제1 실시예의 반도체소자에 따르면, 열에 강한 화합물 반도체 재질로 파장변환층(21)이 형성되어, 종래의 녹색 형광체의 형성시 열에 의한 변형으로 인한 연색 지수(CRI: Color Rendering Index)가 저하되는 문제를 해소할 수 있다,According to the semiconductor device of the first embodiment, the wavelength conversion layer 21 is formed of a heat-resistant compound semiconductor material, and the color rendering index (CRI) is lowered due to deformation due to heat when the conventional green phosphor is formed. can solve the

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 반도체소자(10)에서는 제1 파장영역의 광의 세기에 비해 제2 파장 영역의 광의 세기가 상대적으로 낮아, 색재현율이 저하될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3 , in the semiconductor device 10 according to the first embodiment, the intensity of light in the second wavelength region is relatively low compared to the intensity of light in the first wavelength region, so that the color gamut may be reduced. .

이러한 색재현율의 저하를 방지하기 위해, 파장변환층(21)의 도핑 농도를 비교적 높게 하여 줄 수 있다.In order to prevent such a decrease in color gamut, the doping concentration of the wavelength conversion layer 21 may be relatively high.

도 3는 파장변환층의 도핑 농도에 따른 제2 파장 영역의 광의 세기를 나타낸다.3 shows the intensity of light in the second wavelength region according to the doping concentration of the wavelength conversion layer.

도 3에서, (a)는 파장변환층(21)에 도펀트가 포함되지 않는 경우이고, (b)는 파장변환층(21)의 도핑 농도가 1×1018cm-3인 경우이며, (c)는 파장변환층(21)의 도핑 농도가 5×1018cm-3인 경우이다.In FIG. 3, (a) is a case in which a dopant is not included in the wavelength conversion layer 21, (b) is a case in which the doping concentration of the wavelength conversion layer 21 is 1×1018 cm-3, (c) is This is a case in which the doping concentration of the wavelength conversion layer 21 is 5×10 18 cm −3 .

도 3에 도시한 바와 같이, 파장변환층(21)의 도핑 농도가 증가할수록 파장변환층(21)에서 생성되는 제2 파장 영역의 광의 세기가 증가됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 3 , it can be seen that as the doping concentration of the wavelength conversion layer 21 increases, the intensity of light in the second wavelength region generated by the wavelength conversion layer 21 increases.

색재현율의 향상을 위해 파장변환층(21)의 도핑 농도는 대략 1×1018cm-3이상일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.In order to improve color gamut, the doping concentration of the wavelength conversion layer 21 may be about 1×10 18 cm −3 or more, but is not limited thereto.

한편, 파장변환층(21)은 발광구조물(13)의 활성층(17)으로부터 1㎛ 내지 10㎛의 범위로 이격될 수 있다. Meanwhile, the wavelength conversion layer 21 may be spaced apart from the active layer 17 of the light emitting structure 13 in a range of 1 μm to 10 μm.

파장변환층(21)과 발광구조물(13)의 활성층(17) 사이가 1㎛이하인 경우, 제1 반도체층(15)의 두께가 얇아져 제1 반도체층(15)에서 전류스프레딩이 잘 이루어지지 않아 제1 반도체층(15)의 전 영역에서 균일하게 전자가 활성층(17)으로 주입되지 않는다. 이에 따라, 활성층(17)의 전 영역에서 균일한 제1 파장 영역의 광이 생성되지 않게 된다. When the distance between the wavelength conversion layer 21 and the active layer 17 of the light emitting structure 13 is 1 μm or less, the thickness of the first semiconductor layer 15 is thin, so that current spreading in the first semiconductor layer 15 is not performed well. Therefore, electrons are not uniformly injected into the active layer 17 in the entire region of the first semiconductor layer 15 . Accordingly, uniform light of the first wavelength region is not generated in the entire region of the active layer 17 .

파장변환층(21)과 발광구조물(13)의 활성층(17) 사이가 10㎛이상인 경우, 파장변환층(21)이 발광구조물(13)의 활성층(17)으로부터 멀리 떨어져 활성층(17)에서 생성된 제1 파장 영역의 광이 파장변환층(21)에 도달되기 어렵다. 이에 따라, 제2 파장 영역의 광이 용이하게 생성되지 않게 된다.When the distance between the wavelength conversion layer 21 and the active layer 17 of the light emitting structure 13 is 10 μm or more, the wavelength conversion layer 21 is generated in the active layer 17 away from the active layer 17 of the light emitting structure 13 . It is difficult for the light of the first wavelength region to reach the wavelength conversion layer 21 . Accordingly, light in the second wavelength region is not easily generated.

이상에서 설명되는 반도체소자(10)의 각 구성 요소, 즉 제3 반도체층(23), 파장변환층(21), 제1 반도체층(15), 활성층(17) 및 제2 반도체층(19)은 MOCVD 장비를 이용하여 순차적으로 성장될 수 있다. 즉, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 장비의 챔버 내에 기판(11)이 인입된 후, 기판(11) 상에 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제3 반도체층(23), 파장변환층(21), 제1 반도체층(15), 활성층(17) 및 제2 반도체층(19)을 순차적으로 성장될 수 있다. 제1 반도체층(15), 파장변환층(21) 및 제3반도체층(23)의 성장시 n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 반도체층(19)의 성장시 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.Each component of the semiconductor device 10 described above, that is, the third semiconductor layer 23 , the wavelength conversion layer 21 , the first semiconductor layer 15 , the active layer 17 and the second semiconductor layer 19 . can be sequentially grown using MOCVD equipment. That is, after the substrate 11 is introduced into the chamber of the MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) equipment, the third semiconductor layer 23 is formed on the substrate 11 using a Group 3-5 or Group 2-6 compound semiconductor material. ), the wavelength conversion layer 21 , the first semiconductor layer 15 , the active layer 17 , and the second semiconductor layer 19 may be sequentially grown. When the first semiconductor layer 15 , the wavelength conversion layer 21 , and the third semiconductor layer 23 are grown, an n-type dopant may be doped. When the second semiconductor layer 19 is grown, a p-type dopant may be doped.

이후 반도체소자(10)의 각 구성 요소가 모두 성장된 이후, 해당 기판(11)이 MOCVD 장비의 챔버로부터 인출될 수 있다. Thereafter, after each component of the semiconductor device 10 is grown, the corresponding substrate 11 may be withdrawn from the chamber of the MOCVD equipment.

이상에서 설명된 MOCVD 장비 대신에 예컨대, CVD 장비(Chemical Vapor Deposition), PECVD 장비(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), MBE 장비(Molecular Beam Epitaxy), HVPE 장비(Hydride Vapor Phase Epitaxy)가 반도체소자(10)의 성장에 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.Instead of the above-described MOCVD equipment, for example, CVD equipment (Chemical Vapor Deposition), PECVD equipment (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), MBE equipment (Molecular Beam Epitaxy), HVPE equipment (Hydride Vapor Phase Epitaxy) is the semiconductor device 10 ), but is not limited thereto.

제1 실시예에 따른 반도체소자(10)는 수평형 반도체소자나 플립형 반도체소자로 제조될 수 있다. The semiconductor device 10 according to the first embodiment may be manufactured as a horizontal type semiconductor device or a flip type semiconductor device.

도 4는 실시예에 따른 수평형 반도체소자를 나타낸다.4 shows a horizontal type semiconductor device according to an embodiment.

실시예에 따른 수평형 반도체소자는 도 1에 도시된 제1 실시예에 따른 반도체소자(10)에 대한 후속 공정이 추가되어 제조될 수 있다.The horizontal semiconductor device according to the embodiment may be manufactured by adding a subsequent process to the semiconductor device 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1 .

도 4를 참조하면, 도 1에 도시된 제1 실시예에 따른 반도체소자(10)가 마련되는 경우, 메사 에칭(mesa etching)이 수행되어 발광구조물(13)의 일부 영역이 제거될 수 있다. 즉, 메사 에칭에 의해 제2 반도체층(19), 활성층(17) 및 제1 반도체층(15) 각각의 가장자리 영역이 제거될 수 있다. 제1 반도체층(15)은 그 상부 일부가 제거되고 하부 일부는 제거되지 않는다. Referring to FIG. 4 , when the semiconductor device 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is provided, mesa etching may be performed to remove a portion of the light emitting structure 13 . That is, edge regions of each of the second semiconductor layer 19 , the active layer 17 , and the first semiconductor layer 15 may be removed by the mesa etching. The upper part of the first semiconductor layer 15 is removed and the lower part is not removed.

이어서, 제2 반도체층(19) 상에 투명전극층(25)이 형성될 수 있다. 투명전극층(25)은 스퍼터(sputter) 장비를 이용하여 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Subsequently, the transparent electrode layer 25 may be formed on the second semiconductor layer 19 . The transparent electrode layer 25 may be formed using sputtering equipment, but is not limited thereto.

투명전극층(25)은 투명한 도전 물질을 포함할 수 있다. 투명전극층(25)은 제2 반도체층(19)과의 오믹 특성이 우수하고 전류 스프레딩 특성이 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 투명전극층(25)은 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.The transparent electrode layer 25 may include a transparent conductive material. The transparent electrode layer 25 may be formed of a material having excellent ohmic characteristics with the second semiconductor layer 19 and excellent current spreading characteristics. For example, the transparent electrode layer 25 is 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, and may include at least one selected from the group consisting of Ni/IrOx/Au/ITO, but is not limited thereto.

투명전극층(25)이 먼저 형성된 후 메사 에칭이 수행될 수도 있다.After the transparent electrode layer 25 is first formed, mesa etching may be performed.

이어서, 메사에칭으로 식각된 제1 반도체층(15) 상에 제1 전극(27)이 형성되고, 투명전극층(25)의 일부 영역 상에 제2 전극(29)이 형성될 수 있다. 제1 전극(27) 및 제2 전극(29)은 도전성이 우수한 금속 물질로 형성될 수 있다. 제1 전극(27) 및 제2 전극(29) 각각은 적어도 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. Subsequently, a first electrode 27 may be formed on the first semiconductor layer 15 etched by mesa etching, and a second electrode 29 may be formed on a partial region of the transparent electrode layer 25 . The first electrode 27 and the second electrode 29 may be formed of a metal material having excellent conductivity. Each of the first electrode 27 and the second electrode 29 may include at least one or more layers.

제1 전극(27)의 상면은 발광구조물(13)의 활성층(17)보다 낮게 위치되도록 형성됨으로써, 발광구조물(13)의 활성층(17)에서 생성되는 제1 파장 영역의 광이 활성층(17)의 측면으로 발광될 때 제1 전극(27)에 의해 반사되지 않게 될 수 있다.The upper surface of the first electrode 27 is formed to be positioned lower than the active layer 17 of the light emitting structure 13 , so that light of the first wavelength region generated in the active layer 17 of the light emitting structure 13 is transmitted to the active layer 17 . It may not be reflected by the first electrode 27 when light is emitted from the side of the .

이와 달이, 제1 전극(27)의 상면은 발광구조물(13)의 활성층(17)보다 높게 위치되도록 형성됨으로써, 발광구조물(13)의 활성층(17)에서 생성되는 제1 파장 영역의 광이 활성층(17)의 측면에서 발광될 때, 제1 전극(27)의 측면에 의해 반사될 수 있다. This and the moon, the upper surface of the first electrode 27 is formed to be positioned higher than the active layer 17 of the light emitting structure 13, so that the light of the first wavelength region generated in the active layer 17 of the light emitting structure 13 is When light is emitted from the side surface of the active layer 17 , it may be reflected by the side surface of the first electrode 27 .

도시되지 않았지만, 제2 전극(29)에 대응하는 투명전극층(25)과 제2 반도체층(19) 사이에 전류의 집중을 방지하기 위해 절연층이 형성될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Although not shown, an insulating layer may be formed between the transparent electrode layer 25 corresponding to the second electrode 29 and the second semiconductor layer 19 to prevent current concentration, but the present invention is not limited thereto.

이와 같이 제조된 실시예에 따른 수평형 반도체소자에서, 제1 및 제2 전극(27, 29)에 전압이 인가되는 경우, 제2 반도체층(19)과 제1 반도체층(15) 사이에 전류가 흐르게 되어, 제2 반도체층(19)에서의 정공과 제1 반도체층(15)에서의 전자가 활성층(17)으로 주입되고, 활성층(17)에서 상기 주입된 정공과 전자가 재결합되어 활성층(17)의 화합물 반도체 물질에 의해 형성된 우물층의 밴드갭 에너지(Eg1)에 상응하는 제1 파장 영역의 광이 생성될 수 있다. 즉, 활성층(17)에서는 재1 파장 영역의 광이 전기적으로 생성될 수 있다.In the horizontal semiconductor device according to the manufactured embodiment, when a voltage is applied to the first and second electrodes 27 and 29 , a current is generated between the second semiconductor layer 19 and the first semiconductor layer 15 . flows, holes in the second semiconductor layer 19 and electrons in the first semiconductor layer 15 are injected into the active layer 17, and the injected holes and electrons in the active layer 17 recombine to form an active layer ( 17), light of a first wavelength region corresponding to the bandgap energy Eg1 of the well layer formed by the compound semiconductor material may be generated. That is, light in the first wavelength region may be electrically generated in the active layer 17 .

활성층(17)에서 생성된 제1 파장 영역의 광은 사방으로 방출될 수 있다. 제1 파장 영역의 광의 일부가 하부 방향으로 진행되어 파장변환층(21)에 도달될 수 있다. Light of the first wavelength region generated by the active layer 17 may be emitted in all directions. A portion of the light in the first wavelength region may travel downward to reach the wavelength conversion layer 21 .

파장변환층(21)의 우물층은 제1 파장 영역의 광의 에너지(hν)보다 작은 밴드갭 에너지(Eg2)를 갖는 화합물 반도체 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 파장변환층(21)에 도달된 제1 파장 영역의 광은 파장변환층(21)에 의해 흡수되고, 이와 같이 흡수된 제1 파장 영역의 광에 의해 파장변환층(21)의 전자가 여기된 후 안정화되면서 파장변환층(21)의 우물층의 밴드갭 에너지에 상응하는 제2 파장 영역의 광이 생성될 수 있다. 파장변환층(21)에서는 제2 파장 영역의 광이 광 발광으로 생성될 수 있다. The well layer of the wavelength conversion layer 21 may be formed of a compound semiconductor material having a bandgap energy (Eg2) smaller than the energy (hν) of light in the first wavelength region. Accordingly, the light of the first wavelength region reaching the wavelength conversion layer 21 is absorbed by the wavelength conversion layer 21, and electrons of the wavelength conversion layer 21 by the light of the first wavelength region absorbed in this way After being excited, light of the second wavelength region corresponding to the bandgap energy of the well layer of the wavelength conversion layer 21 may be generated while being stabilized. In the wavelength conversion layer 21 , light in the second wavelength region may be generated as light emission.

상술한 바와 같이, 제1 파장 영역의 광은 전압을 소스로 하여 전압이 인가될 때 생성되는데 반해, 제2 파장 영역의 광은 제1 파장 영역의 광을 소스로 하여 제2 파장 영역의 광이 흡수될 때 생성될 수 있다. As described above, the light of the first wavelength region is generated when a voltage is applied by using the voltage as the source, whereas the light of the second wavelength region is the light of the second wavelength region using the light of the first wavelength region as the source. It can be formed when absorbed.

이상에서 같이, 실시예에 따른 수평형 반도체소자에서는 제1 및 제2 전극(27, 29)에 전압을 인가해 줌으로써, 활성층(17)에서 제1 파장 영역의 광이 생성되는 한편 파장변환층(21)에서 제2 파장 영역의 광이 생성되므로, 하나의 반도체소자에서 2개의 컬러 광이 생성될 수 있다.As described above, in the horizontal semiconductor device according to the embodiment, by applying a voltage to the first and second electrodes 27 and 29, light in the first wavelength region is generated in the active layer 17 while the wavelength conversion layer ( 21), since light of the second wavelength region is generated, two color lights may be generated from one semiconductor device.

예컨대, 실시예에 따른 수평형 반도체소자 상에 적색 형광체를 포함하는 몰딩부재가 배치되는 반도체소자 패키지가 제조되는 경우, 반도체소자의 활성층(17)에서 청색 광이 전계 발광으로 생성되고, 파장변환층(21)에서 녹색 광이 광 발광으로 생성되며, 적색 형광체에서 적색 광이 광 발광으로 생성되어, 백색광이 얻어질 수 있다.For example, when a semiconductor device package in which a molding member including a red phosphor is disposed on the horizontal semiconductor device according to the embodiment is manufactured, blue light is generated by electroluminescence in the active layer 17 of the semiconductor device, and the wavelength conversion layer In (21), green light is generated by photoluminescence, and red light is generated by photoluminescence from the red phosphor, so that white light can be obtained.

따라서, 녹색광이 반도체소자에서 생성되므로, 몰딩부재에 별도로 녹색 형광체가 포함될 필요가 없어, 구조가 단순하고 비용이 절감되며 연색 지수의 저하가 방지될 수 있다. Therefore, since green light is generated in the semiconductor device, there is no need to separately include a green phosphor in the molding member, so that the structure is simple, the cost is reduced, and the deterioration of the color rendering index can be prevented.

도 5는 실시예에 따른 플립형 반도체소자를 나타낸다.5 shows a flip-type semiconductor device according to an embodiment.

실시예에 따른 플립형 반도체소자는 실시예에 따른 수평형 반도체소자에 형성된 투명전극층(25) 대신에 반사전극층(31)이 형성된 것을 제외하고는 실시예에 따른 수평형 반도체소자와 유사한 구조를 가질 수 있다.The flip-type semiconductor device according to the embodiment may have a structure similar to that of the horizontal semiconductor device according to the embodiment, except that the reflective electrode layer 31 is formed instead of the transparent electrode layer 25 formed in the horizontal semiconductor device according to the embodiment. have.

즉, 제2 반도체층(19) 상에 반사전극층(31)이 형성될 수 있다. 반사전극층(31)은 반사 특성이 우수한 금속 물질을 포함할 수 있다.That is, the reflective electrode layer 31 may be formed on the second semiconductor layer 19 . The reflective electrode layer 31 may include a metal material having excellent reflective properties.

이어서, 메사 에칭이 수행되어 발광구조물(13)의 일부 영역이 식각되고, 그 식각된 일부 영역, 즉 제1 반도체층(15) 상에 제1 전극(27)이 형성되고 반사전극층(31)의 일부 영역 상에 제2 전극(29)이 형성될 수 있다. Subsequently, mesa etching is performed to etch a partial region of the light emitting structure 13 , and a first electrode 27 is formed on the etched partial region, that is, the first semiconductor layer 15 , and the reflective electrode layer 31 is etched. The second electrode 29 may be formed on a partial region.

먼저 메사 에칭이 수행된 후 반사전극층(31)이 형성될 수도 있다.First, after mesa etching is performed, the reflective electrode layer 31 may be formed.

이와 같이 제조된 실시예에 따른 플립형 반도체소자가 뒤집어진 후 리드프레임에 전기적으로 연결되어 반도체소자 패키지로 제조될 수 있다.After the flip-type semiconductor device according to the manufactured embodiment is turned over, it may be electrically connected to a lead frame to manufacture a semiconductor device package.

실시예에 따른 플립형 반도체소자에서는 기판(11)이 맨 위에 배치되고, 기판(11) 아래에 순차적으로 제3 반도체층(23), 파장변환층(21), 제1 반도체층(15), 활성층(17), 제2 반도체층(19) 및 반사전극층(31)이 배치될 수 있다.In the flip-type semiconductor device according to the embodiment, the substrate 11 is disposed on top, and the third semiconductor layer 23 , the wavelength conversion layer 21 , the first semiconductor layer 15 , and the active layer are sequentially under the substrate 11 . (17), the second semiconductor layer 19 and the reflective electrode layer 31 may be disposed.

이러한 구조를 갖는 실시예에 따른 플립형 반도체소자에서는 발광구조물(13)의 활성층(17)이 파장변환층(21)의 아래에 배치될 수 있다. In the flip-type semiconductor device according to the embodiment having such a structure, the active layer 17 of the light emitting structure 13 may be disposed under the wavelength conversion layer 21 .

전압 인가에 의해 발광구조물(13)의 활성층(17)에서 생성된 제1 파장 영역의 광이 사방으로 방출될 수 있다. 이러한 경우, 활성층(17)에서 생성된 제1 파장 영역의 광의 일부가 상부 방향으로 진행되어 파장변환층(21)에 의해 흡수되어 파장변환층(21)에서 제2 파장 영역의 광이 생성될 수 있다. 또한, 활성층(17)에서 생성된 제1 파장 영역의 광의 다른 일부가 하부 방향으로 진행되어 반사전극층(31)에 의해 상부 방향으로 반사될 수 있다. 이와 같이 반사된 제1 파장 영역의 광이 활성층(17)을 경유하여 파장변환층(21)으로 진행되어 제2 파장 영역의 광이 생성될 수 있다.Light of the first wavelength region generated in the active layer 17 of the light emitting structure 13 by the voltage application may be emitted in all directions. In this case, a portion of the light of the first wavelength region generated in the active layer 17 is absorbed by the wavelength conversion layer 21 as it travels upward, so that the light of the second wavelength region may be generated in the wavelength conversion layer 21 . have. In addition, another portion of the light of the first wavelength region generated by the active layer 17 may travel downward and be reflected upwardly by the reflective electrode layer 31 . The reflected light of the first wavelength region may pass through the active layer 17 to the wavelength conversion layer 21 to generate light of the second wavelength region.

따라서, 실시예에 따른 플립형 반도체소자에 따르면, 파장변환층(21)에서 생성되는 제2 파장 영역의 광은 활성층(17)에서 생성되어 직접 도달된 제1 파장 영역의 광에 더해 활성층(17)에서 생성되어 반사전극층(31)에 의해 반사되어 도달된 제1 파장 영역의 광에 의해 생성되므로, 제2 파장 영역의 광의 세기가 더욱 증가되어, 색재현율이 향상될 수 있다.Therefore, according to the flip-type semiconductor device according to the embodiment, the light of the second wavelength region generated in the wavelength conversion layer 21 is generated in the active layer 17 and directly reached in the active layer 17 in addition to the light of the first wavelength region. Since it is generated by the light of the first wavelength region that is generated and reflected by the reflective electrode layer 31 and reached, the intensity of the light of the second wavelength region is further increased, thereby improving color gamut.

한편, 도 5에 도시된 플립형 반도체소자에서 최상층의 기판(11)이 제거될 수 있다. 이와 같이 기판(11)이 제거됨으로써, 플립형 반도체소자의 두께를 최소화하여 줄 수 있고, 광이 기판(11)을 투과하면서 손실되는 광 손실이 방지되고, 광 효율이 향상될 수 있다. Meanwhile, in the flip-type semiconductor device shown in FIG. 5 , the uppermost substrate 11 may be removed. By removing the substrate 11 as described above, the thickness of the flip-type semiconductor device can be minimized, light loss that is lost while light passes through the substrate 11 can be prevented, and optical efficiency can be improved.

(제2 실시예)(Second embodiment)

도 6은 제2 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a second embodiment.

제2 실시예는 제4 반도체층(33)을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 구조, 형상 또는 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 생략된 부분은 제1 실시예의 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.The second embodiment is the same as the first embodiment except for the fourth semiconductor layer 33 . In the second embodiment, the same reference numerals are assigned to components having the same structure, shape or function as those of the first embodiment, and detailed descriptions thereof will be omitted. Parts omitted in the following description can be easily understood from the description of the first embodiment.

도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 반도체소자(10A)는 파장변환층(21)과 파장변환층(21)의 일측 상에 배치되는 발광구조물(13)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the semiconductor device 10A according to the second embodiment may include a wavelength conversion layer 21 and a light emitting structure 13 disposed on one side of the wavelength conversion layer 21 .

발광구조물(13)은 제1 반도체층(15), 활성층(17) 및 제2 반도체층(19)을 포함할 수 있다. 파장변환층(21)의 타측 상에 제3 반도체층(23)이 배치될 수 있다. The light emitting structure 13 may include a first semiconductor layer 15 , an active layer 17 , and a second semiconductor layer 19 . A third semiconductor layer 23 may be disposed on the other side of the wavelength conversion layer 21 .

제4 반도체층(33)은 파장변환층(21)과 발광구조물(13) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제4 반도체층(33)은 파장변환층(21)과 발광구조물(13)의 제1 반도체층(15) 사이에 배치될 수 있다.The fourth semiconductor layer 33 may be disposed between the wavelength conversion layer 21 and the light emitting structure 13 . Specifically, the fourth semiconductor layer 33 may be disposed between the wavelength conversion layer 21 and the first semiconductor layer 15 of the light emitting structure 13 .

제4 반도체층(33)은 발광구조물(13)에 전압이 인가되는 경우, 전류가 파장변환층(21) 아래에 배치되는 제3 반도체층(23)에 흐르게 되어 전류 손실이 발생되는 것을 방지하여 줄 수 있다.When a voltage is applied to the light emitting structure 13 , the fourth semiconductor layer 33 prevents current loss by flowing in the third semiconductor layer 23 disposed under the wavelength conversion layer 21 . can give

제4 반도체층(33)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화합물 반도체 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 제4 반도체층(33)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN, GaAs, AlGaAs, GaAsP GaP, InP, GaInP 및 AlGaInP로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The fourth semiconductor layer 33 may be formed of a compound semiconductor material of AlxInyGa(1-xy)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1), but is not limited thereto. does not For example, the fourth semiconductor layer 33 may include at least one selected from the group consisting of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN, GaAs, AlGaAs, GaAsP GaP, InP, GaInP and AlGaInP. is not limited to

제4 반도체층(33)은 대략 1㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. The fourth semiconductor layer 33 may have a thickness of about 1 μm or less.

제4 반도체층(33)은 제2 반도체층(19)와 동일한 도전형을 가질 수 DT다. 예컨대, 제4 반도체층(33)은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba와 같은 p형 도펀트를 포함할 수 있다. 제4 반도체층(33)은 의 도핑 농도는 대략 1×1017cm-3 내지 대략 2×1019cm-3일 수 있다.The fourth semiconductor layer 33 may have the same conductivity type as the second semiconductor layer 19 DT. For example, the fourth semiconductor layer 33 may include a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba. The doping concentration of the fourth semiconductor layer 33 may be about 1×1017 cm −3 to about 2×1019 cm −3 .

제3 반도체층(23), 파장변환층(21), 제4 반도체층(33) 및 발광구조물(13)은 MOCVD 장비를 이용하여 기판(11) 상에서 성장될 수 있다. The third semiconductor layer 23 , the wavelength conversion layer 21 , the fourth semiconductor layer 33 , and the light emitting structure 13 may be grown on the substrate 11 using MOCVD equipment.

(제3 실시예)(Example 3)

도 7은 제3 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a third embodiment.

제3 실시예는 제3 파장 영역의 광을 생성하는 제2 파장변환층(35)을 제외하고는 제1 및 제2 실시예와 동일하다. 제3 실시예에서 제1 및 제2 실시예와 동일한 구조, 형상 또는 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 생략된 부분은 제1 및 제2 실시예의 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.The third embodiment is the same as the first and second embodiments except for the second wavelength conversion layer 35 that generates light in the third wavelength region. In the third embodiment, the same reference numerals are assigned to components having the same structure, shape or function as those of the first and second embodiments, and detailed descriptions thereof will be omitted. Parts omitted from the following description can be easily understood from the description of the first and second embodiments.

도 7을 참조하면, 제3 실시예에 따른 반도체소자(10B)는 발광구조물(13), 발광구조물(13)의 일측 상에 배치되는 제1 파장변환층(21) 및 발광구조물(13)의 타측 상에 배치되는 제2 파장변환층(35)을 포함할 수 있다. 제1 파장변환층(21)은 도 1 내지 도 6에 도시된 파장변환층일 수 있다. Referring to FIG. 7 , the semiconductor device 10B according to the third embodiment includes a light emitting structure 13 , a first wavelength conversion layer 21 disposed on one side of the light emitting structure 13 , and a light emitting structure 13 . It may include a second wavelength conversion layer 35 disposed on the other side. The first wavelength conversion layer 21 may be the wavelength conversion layer shown in FIGS. 1 to 6 .

발광구조물(13)은 제1 반도체층(15), 활성층(17) 및 제2 반도체층(19)을 포함할 수 있다.The light emitting structure 13 may include a first semiconductor layer 15 , an active layer 17 , and a second semiconductor layer 19 .

구체적으로, 제1 파장변환층(21)은 발광구조물(13)의 제1 반도체층(15)의 아래에 배치될 수 있다. 제2 파장변환층(35)은 발광구조물(13)의 제2 반도체층(19)의 위에 배치될 수 있다. Specifically, the first wavelength conversion layer 21 may be disposed under the first semiconductor layer 15 of the light emitting structure 13 . The second wavelength conversion layer 35 may be disposed on the second semiconductor layer 19 of the light emitting structure 13 .

제3 실시예에 따른 반도체소자(10B)는 제1 파장변환층(21) 아래에 배치되는 제3 반도체층(23)을 더 포함할 수 있다.The semiconductor device 10B according to the third embodiment may further include a third semiconductor layer 23 disposed under the first wavelength conversion layer 21 .

제3 반도체층(23), 제1 파장변환층(21), 발광구조물(13) 및 제2 파장변환층(35)은 MOCVD 장비를 이용하여 기판(11) 상에서 성장될 수 있다. The third semiconductor layer 23 , the first wavelength conversion layer 21 , the light emitting structure 13 , and the second wavelength conversion layer 35 may be grown on the substrate 11 using MOCVD equipment.

제3 반도체층(23), 제1 파장변환층(21) 및 발광구조물(13)은 제1 및 제2 실시예에 따른 반도체소자(10, 10A)로부터 용이하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.Since the third semiconductor layer 23, the first wavelength conversion layer 21, and the light emitting structure 13 can be easily understood from the semiconductor devices 10 and 10A according to the first and second embodiments, a detailed description is given below. omit

제2 파장변환층(35)은 제3 파장 영역의 광을 생성할 수 있다. 제3 파장 영역의 광은 대략 610nm 내지 대략 760nm의 범위의 적색 광일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The second wavelength conversion layer 35 may generate light in the third wavelength region. The light of the third wavelength region may be red light in a range of approximately 610 nm to approximately 760 nm, but is not limited thereto.

이러한 제3 파장 영역의 광은 스스로 생성되지 않고, 제1 파장 영역의 광을 이용하여 생성될 수 있다. 즉, 활성층(17)에서 생성된 제1 파장 영역의 광의 일부가 활성층(17)의 상부 방향으로 진행되어 제2 파장변환층(35)에 의해 흡수될 수 있다. 이러한 경우, 상기 흡수된 제1 파장 영역의 광에 의해 제3 파장 영역의 광이 생성될 수 있다. The light of the third wavelength region may not be generated by itself, but may be generated using the light of the first wavelength region. That is, a portion of the light of the first wavelength region generated by the active layer 17 may travel upward of the active layer 17 and be absorbed by the second wavelength conversion layer 35 . In this case, the light of the third wavelength region may be generated by the absorbed light of the first wavelength region.

따라서, 제2 파장변환층(35)은 제1 파장 영역의 광과 같은 광 신호에 응답하여 또 다른 광, 즉 제3 파장 영역의 광으로 변환하는 광 발광(PL: Photo Luminescence)을 수행할 수 있다.Accordingly, the second wavelength conversion layer 35 may perform photo luminescence (PL) that converts light into another light, that is, light in the third wavelength region in response to the same optical signal as light in the first wavelength region. have.

제2 파장변환층(35)은 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 제2 파장변환층(35)은 우물층과 배리어층을 한 주기로 하여 우물층과 배리어층이 반복적으로 형성될 수 있다. 우물층과 배리어층의 반복주기는 반도체소자의 특성에 따라 변형 가능하므로, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The second wavelength conversion layer 35 may include any one of a multiple quantum well structure (MQW), a quantum dot structure, or a quantum wire structure. In the second wavelength conversion layer 35 , the well layer and the barrier layer may be repeatedly formed with the well layer and the barrier layer as one cycle. Since the repetition period of the well layer and the barrier layer can be changed according to the characteristics of the semiconductor device, it is not limited thereto.

우물층과 배리어층로 이루어지는 한 주기를 한 쌍(1 pair)이라고 정의할 때, 제2 파장변환층(35)은 대략 1쌍 내지 대략 20쌍의 우물층과 배리어층을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. When a period composed of a well layer and a barrier layer is defined as a pair, the second wavelength conversion layer 35 may include about 1 pair to about 20 pairs of a well layer and a barrier layer, but this is not limited to

제2 파장변환층(35)은 예를 들면, InGaAlP/InGaAlP, InGaAlP/GaN, InGaAlP/InGaP, InGaP/InGaP와 같은 우물층과 배리어층을 포함할 수 있다. 제2 파장변환층(35)의 배리어층의 밴드갭 에너지는 우물층의 밴드갭 에너지(Eg3)보다 클 수 있다.The second wavelength conversion layer 35 may include, for example, a well layer and a barrier layer such as InGaAlP/InGaAlP, InGaAlP/GaN, InGaAlP/InGaP, or InGaP/InGaP. The bandgap energy of the barrier layer of the second wavelength conversion layer 35 may be greater than the bandgap energy Eg3 of the well layer.

제3 파장 영역의 광은 제2 파장변환층(35)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg3)에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 제2 파장변환층(35)의 우물층은 제3 파장 영역의 광에 상응하는 밴드갭 에너지(Eg3)을 갖는 화합물 반도체 물질을 포함할 수 있다. Light in the third wavelength region may be determined by the bandgap energy Eg3 of the well layer of the second wavelength conversion layer 35 . Accordingly, the well layer of the second wavelength conversion layer 35 may include a compound semiconductor material having a bandgap energy Eg3 corresponding to light in the third wavelength region.

우물층은 대략 1nm 내지 대략 10nm의 두께를 가지고, 배리어층은 대략 1nm 내지 대략 20nm의 두께를 가질 수 있다.The well layer may have a thickness of approximately 1 nm to approximately 10 nm, and the barrier layer may have a thickness of approximately 1 nm to approximately 20 nm.

제2 파장변환층(35)은 도펀트를 포함하지 않을 수 있다.The second wavelength conversion layer 35 may not include a dopant.

제2 파장변환층(35)은 Si와 같은 n형 도펀트로 도핑될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제2 파장변환층(35)의 도핑 농도는 1×1017cm-3 내지 2×1019cm-3일 수 있다. 이와 같이 도핑에 의해 제2 파장변환층(35)에서 생성되는 제3 파장 영역의 광의 세기가 증가될 수 있다.The second wavelength conversion layer 35 may be doped with an n-type dopant such as Si, but is not limited thereto. The doping concentration of the second wavelength conversion layer 35 may be 1×1017 cm −3 to 2×1019 cm −3 . In this way, the intensity of light in the third wavelength region generated in the second wavelength conversion layer 35 may be increased by doping.

n형 도펀트는 제2 파장변환층(35)의 우물층 및/또는 배리어층에 포함될 수 있다. The n-type dopant may be included in the well layer and/or the barrier layer of the second wavelength conversion layer 35 .

제2 파장변환층(35)에서 제3 파장 영역의 광이 생성되기 위해서는 제1 파장 영역의 광이 흡수되어야 한다. 제2 파장변환층(35)에 제1 파장 영역의 광이 흡수되기 위해서는 제1 파장 영역의 광의 에너지(hν)가 제2 파장변환층(35)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg3)보다 적어도 커야 한다. 제1 파장 영역의 광의 에너지(hν)는 활성층(17)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg1)에 상응하므로, 제2 파장변환층(35)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg3)은 활성층(17)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg1)보다 작다. In order for the second wavelength conversion layer 35 to generate light in the third wavelength region, light in the first wavelength region must be absorbed. In order for the light of the first wavelength region to be absorbed by the second wavelength conversion layer 35 , the energy hν of the light of the first wavelength region is at least greater than the bandgap energy Eg3 of the well layer of the second wavelength conversion layer 35 . should be big Since the energy hν of light in the first wavelength region corresponds to the bandgap energy Eg1 of the well layer of the active layer 17, the bandgap energy Eg3 of the well layer of the second wavelength conversion layer 35 is the active layer ( 17) is smaller than the bandgap energy (Eg1) of the well layer.

파장 영역은 밴드갭 에너지에 반비례하므로, 상술한 바와 같이 발광구조물(13)의 활성층(17)에서 청색 광이 생성되는 경우, 활성층(17)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg1)보다 작은 밴드갭 에너지(Eg3)을 갖는 제2 파장변환층(35)에서는 활성층(17)에서 생성된 청색 광의 파장 영역보다 큰 파장 영역을 갖는 적색 광이 생성될 수 있다.Since the wavelength region is inversely proportional to the band gap energy, as described above, when blue light is generated from the active layer 17 of the light emitting structure 13 , the band gap is smaller than the band gap energy Eg1 of the well layer of the active layer 17 . In the second wavelength conversion layer 35 having energy Eg3 , red light having a larger wavelength range than that of blue light generated in the active layer 17 may be generated.

아울러, 제2 파장변환층(35)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg3)은 제1 파장변환층(21)의 우물층의 밴드갭 에너지(Eg2)보다 작을 수 있다. 이러한 경우, 제1 파장변환층(21)에서 생성된 녹색 광의 파장 영역보다 큰 파장 영역을 갖는 적색 광이 생성될 수 있다. In addition, the bandgap energy Eg3 of the well layer of the second wavelength conversion layer 35 may be smaller than the bandgap energy Eg2 of the well layer of the first wavelength conversion layer 21 . In this case, red light having a larger wavelength range than that of green light generated by the first wavelength conversion layer 21 may be generated.

정리하면, 발광구조물(13)의 제1 활성층(17)은 전기적 전압 인가에 의해 제1 파장 영역의 광을 전계 발광으로 생성할 수 있다. 발광구조물(13)의 아래에 배치되는 제1 파장변환층(21)은 제1 파장 영역의 광을 이용하여 제2 파장 영역의 광을 광 발광으로 생성할 수 있다. 발광구조물(13)의 위에 배치되는 제2 파장변환층(35)은 제1 파장 영역의 광을 이용하여 제3 파장 영역의 광을 광 발광으로 생성할 수 있다. In summary, the first active layer 17 of the light emitting structure 13 may generate light in the first wavelength region as electroluminescence by applying an electric voltage. The first wavelength conversion layer 21 disposed under the light emitting structure 13 may generate light in the second wavelength region as light emission by using the light in the first wavelength region. The second wavelength conversion layer 35 disposed on the light emitting structure 13 may generate light in the third wavelength region as light emission by using the light in the first wavelength region.

제1 파장 영역의 광은 예컨대, 대략 400nm 내지 대략 470nm 범위의 청색 광일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제2 파장 영역의 광은 예컨대, 대략 500nm 내지 대략 560nm 범위의 녹색 광일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제3 파장 영역의 광은 대략 610nm 내지 대략 760nm의 범위의 적색 광일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The light of the first wavelength region may be, for example, blue light in a range of about 400 nm to about 470 nm, but is not limited thereto. The light of the second wavelength region may be, for example, green light in a range of about 500 nm to about 560 nm, but is not limited thereto. The light of the third wavelength region may be red light in a range of approximately 610 nm to approximately 760 nm, but is not limited thereto.

제3 실시예의 반도체소자에 따른 반도체소자는 청색 광, 녹색 광 및 적색 광이 모두 발광되어 백색광 구현이 가능하므로, 반도체소자 패키지 제조시에 또 다른 컬러 광을 생성하기 위한 추가적인 재질이 포함되거나 추가적인 레이어(layer)가 포함되는 공정이 필요하지 않게 되어, 제조 비용을 절감하고 구조를 단순화할 수 있다. Since the semiconductor device according to the third embodiment emits all of blue light, green light, and red light to realize white light, an additional material for generating another color light is included or an additional layer is used when manufacturing a semiconductor device package. Since a process including a layer is not required, it is possible to reduce the manufacturing cost and simplify the structure.

제3 실시예의 반도체소자에 따른 반도체소자는 청색 광을 생성하기 위해서만 발광구조물(13)에 전안이 인가되며, 녹색 광이나 적색 광은 청색 광을 이용하여 생성되어 별도의 전압 인가가 필요하지 않게 되어 소비전력을 줄이고 구동 회로나 와이어와 같은 전기적인 연결 라인의 개수를 줄일 수 있다. In the semiconductor device according to the third embodiment, the entire eye is applied to the light emitting structure 13 only to generate blue light, and green light or red light is generated using blue light, so that a separate voltage application is not required. It is possible to reduce power consumption and reduce the number of electrical connection lines such as driving circuits and wires.

한편, 제1 파장변환층(21)과 제2 파장변환층(35)은 서로 교환될 수 있다. 즉, 제1 파장변환층(21)의 위치에 제2 파장변환층(35)이 배치되고, 제2 파장변환층(35)의 위치에 제1 파장변환층(21)이 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제1 파장변환층(21)은 발광구조물(13)의 위에 배치되고, 제2 파장변환층(35)은 발광구조물(13)의 아래에 배치될 수 있다. Meanwhile, the first wavelength conversion layer 21 and the second wavelength conversion layer 35 may be exchanged with each other. That is, the second wavelength conversion layer 35 may be disposed at the position of the first wavelength conversion layer 21 , and the first wavelength conversion layer 21 may be disposed at the position of the second wavelength conversion layer 35 . In this case, the first wavelength conversion layer 21 may be disposed on the light emitting structure 13 , and the second wavelength conversion layer 35 may be disposed under the light emitting structure 13 .

도 8은 실시예에 따른 수평형 반도체소자를 나타낸다. 즉, 도 8은 도 7에 도시된 제3 실시예에 따른 반도체소자(10B)를 이용하여 제조된 수평형 반도체소자를 도시한다. 8 shows a horizontal type semiconductor device according to an embodiment. That is, FIG. 8 shows a horizontal type semiconductor device manufactured using the semiconductor device 10B according to the third embodiment shown in FIG. 7 .

도 8에 도시한 바와 같이, 도 7에 도시된 제3 실시예에 따른 반도체소자(10B)를 1차적으로 메사에칭하여 제2 반도체층(19)의 일부가 노출될 수 있다. 이어서, 해당 반도체소자(10B)를 2차적으로 메사에칭하여 제1 반도체층(15)의 일부가 노출될 수 있다. 1차적인 메사에칭으로 인해 제2 파장변환층(35)의 가장자리가 부분적으로 제거될 수 있다. 2차적인 메사에칭으로 인해 제2 파장변환층(35), 제2 반도체층(19), 활성층(17) 및 제1 반도체층(15)의 가장자리가 부분적으로 제거될 수 있다. As shown in FIG. 8 , a portion of the second semiconductor layer 19 may be exposed by primarily mesa-etching the semiconductor device 10B according to the third embodiment shown in FIG. 7 . Subsequently, a portion of the first semiconductor layer 15 may be exposed by secondary mesa-etching of the corresponding semiconductor device 10B. The edge of the second wavelength conversion layer 35 may be partially removed due to the primary mesa etching. Edges of the second wavelength conversion layer 35 , the second semiconductor layer 19 , the active layer 17 , and the first semiconductor layer 15 may be partially removed due to the secondary mesa etching.

이어서, 상기 노출된 제1 반도체층(15)의 일부 영역 상에 제1 전극(27)이 형성되고, 상기 노출된 제2 반도체층(19)의 제2 반도체층의 일부 영역 상에 제2 전극(29)이 형성될 수 있다. Subsequently, a first electrode 27 is formed on a partial region of the exposed first semiconductor layer 15 , and a second electrode is formed on a partial region of the second semiconductor layer of the exposed second semiconductor layer 19 . (29) can be formed.

이와 같이 제조된 실시예에 따른 수평형 반도체소자에서는 제1 및 제2 전극(27, 29)에 전기적으로 전압이 인가되는 경우, 이러한 전압에 의해 발광구조물(13) 내에 전류가 흐르게 되어 전자와 정공의 재결합에 의한 제1 파장 영역의 광이 생성될 수 있다. 이와 같이 생성된 제1 파장 영역의 광은 사방으로 방출될 수 있다. In the horizontal semiconductor device according to the manufactured embodiment, when a voltage is electrically applied to the first and second electrodes 27 and 29, a current flows in the light emitting structure 13 by this voltage, so that electrons and holes Light of the first wavelength region may be generated by the recombination of . The generated light in the first wavelength region may be emitted in all directions.

제1 파장 영역의 광의 일부는 하부 방향으로 진행되어 제1 파장변환층(21)에 흡수될 수 있다. 이러한 경우, 제1 파장변환층(21)은 상기 흡수된 제1 파장 영역의 광을 이용하여 제2 파장 영역의 광을 광 발광으로 생성할 수 있다.A portion of the light in the first wavelength region may be absorbed by the first wavelength conversion layer 21 as it travels downward. In this case, the first wavelength conversion layer 21 may generate light in the second wavelength region as light emission by using the absorbed light in the first wavelength region.

제1 파장 영역의 광의 다른 일부는 상부 방향으로 진행되어 제2 파장변환층(35)에 흡수될 수 있다. 이러한 경우, 제2 파장변환층(35)은 상기 흡수된 제1 파장 영역의 광을 이용하여 제3 파장 영역의 광을 광 발광으로 생성할 수 있다.Another portion of the light in the first wavelength region may be absorbed by the second wavelength conversion layer 35 by traveling upward. In this case, the second wavelength conversion layer 35 may generate light in the third wavelength region as light emission using the absorbed light in the first wavelength region.

도 8에 도시된 수평형 반도체소자가 뒤집혀 반도체소자 패키지에 채택되는 경우, 플립형 반도체소자로 사용될 수 있다. 이러한 경우, 제2 파장변환층(35) 상에 반사전극층(31)이 추가적으로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. When the horizontal type semiconductor device shown in FIG. 8 is turned over and adopted for a semiconductor device package, it may be used as a flip type semiconductor device. In this case, the reflective electrode layer 31 may be additionally formed on the second wavelength conversion layer 35 , but the present invention is not limited thereto.

(제4 실시예)(Example 4)

도 9는 제4 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a fourth embodiment.

제4 실시예는 제2 파장변환층(37)이 발광구조물(13)의 아래에 배치되는 것을 제외하고는 제1 내지 제3 실시예와 동일하다. 제4 실시예에서 제1 내지 제3 실시예와 동일한 구조, 형상 또는 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 생략된 부분은 제1 내지 제3 실시예의 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.The fourth embodiment is the same as the first to third embodiments except that the second wavelength conversion layer 37 is disposed under the light emitting structure 13 . In the fourth embodiment, the same reference numerals are assigned to components having the same structure, shape, or function as those of the first to third embodiments, and detailed descriptions thereof will be omitted. Parts omitted from the following description can be easily understood from the description of the first to third embodiments.

도 9를 참조하면, 제4 실시예에 따른 반도체소자(10C)는 발광구조물(13), 발광구조물(13)의 일측 상에 배치되는 제1 파장변환층(21) 및 제2 파장변환층(37)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9 , the semiconductor device 10C according to the fourth embodiment includes a light emitting structure 13 , a first wavelength conversion layer 21 and a second wavelength conversion layer disposed on one side of the light emitting structure 13 ( 37) may be included.

발광구조물(13)은 제1 반도체층(15), 활성층(17) 및 제2 반도체층(19)을 포함할 수 있다.The light emitting structure 13 may include a first semiconductor layer 15 , an active layer 17 , and a second semiconductor layer 19 .

제1 파장변환층(21)은 발광구조물(13)의 제1 반도체층(15)의 아래에 배치될 수 있다. 제2 파장변환층(37)은 제1 파장변환층(21)의 아래에 배치될 수 있다. The first wavelength conversion layer 21 may be disposed under the first semiconductor layer 15 of the light emitting structure 13 . The second wavelength conversion layer 37 may be disposed under the first wavelength conversion layer 21 .

제4 실시예에 따른 반도체소자(10C)는 제2 파장변환층(37) 아래에 배치되는 제3 반도체층(23)을 더 포함할 수 있다.The semiconductor device 10C according to the fourth embodiment may further include a third semiconductor layer 23 disposed under the second wavelength conversion layer 37 .

제3 반도체층(23), 제2 파장변환층(37), 제1 파장변환층(21) 및 발광구조물(13)은 MOCVD 장비를 이용하여 기판(11) 상에서 성장될 수 있다. The third semiconductor layer 23 , the second wavelength conversion layer 37 , the first wavelength conversion layer 21 , and the light emitting structure 13 may be grown on the substrate 11 using MOCVD equipment.

정리하면, 발광구조물(13)의 제1 활성층(17)은 전기적 전압 인가에 의해 제1 파장 영역의 광을 생성하여 상기 생성된 제1 파장 영역의 광을 사방으로 방출시킬 수 있다. 상기 생성된 제1 파장 영역의 광의 일부는 아래 방향으로 진행되어 제1 파장변환부와 제2 파장변환부를 통과할 수 있다. 이러한 경우, 제1 파장변환부는 제1 파장 영역의 광을 흡수시켜 그 흡수된 제1 파장 영역의 광을 이용하여 제2 파장 영역의 광을 광 발광으로 생성할 수 있다. 제2 파장변환부는 제1 파장 영역의 광을 흡수시켜 그 흡수된 제1 파장 영역의 광을 이용하여 제3 파장 영역의 광을 광 발광으로 생성할 수 있다. In summary, the first active layer 17 of the light emitting structure 13 may generate light in the first wavelength region by applying an electric voltage, and may emit the generated light in the first wavelength region in all directions. A portion of the generated light in the first wavelength region may travel downward and pass through the first wavelength converter and the second wavelength converter. In this case, the first wavelength converter may absorb light in the first wavelength region and generate light in the second wavelength region as light emission using the absorbed light in the first wavelength region. The second wavelength converter may absorb light in the first wavelength region and generate light in the third wavelength region as light emission using the absorbed light in the first wavelength region.

제4 실시예에 따른 반도체소자(10C)에 따르면, 제1 파장변환층(21)과 제2 파장변환층(37) 모두 발광구조물(13) 아래에 배치됨으로써, 발광구조물(13)에서 생성되는 제1 파장 영역의 광 중에서 하부 방향으로 진행되는 광이 제2 파장 영역의 광과 제3 파장 영역의 광을 생성하는데 사용될 수 있다. 나머지 제1 파장 영역의 광은 손실 없이 반도체소자의 외부로 방출될 수 있어 제1 파장 영역의 광의 손실을 최소화하여 색재현율 저하를 방지할 수 있다. According to the semiconductor device 10C according to the fourth embodiment, both the first wavelength conversion layer 21 and the second wavelength conversion layer 37 are disposed under the light emitting structure 13, so that the light emitting structure 13 generates Light propagating in a downward direction among the light of the first wavelength region may be used to generate light of the second wavelength region and light of the third wavelength region. Light in the remaining first wavelength region may be emitted to the outside of the semiconductor device without loss, thereby minimizing loss of light in the first wavelength region, thereby preventing a decrease in color gamut.

한편, 도 9에 도시된 제4 실시예에 따른 반도체소자(10C)와 달리, 제2 파장변환층(37)이 발광구조물(13)의 제1 반도체층(15)의 아래에 배치되고, 제1 파장변환층(21)은 제2 파장변환층(37)의 아래에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이러한 경우, 제3 반도체층(23)은 제1 파장변환층(21) 아래에 배치될 수 있다. On the other hand, unlike the semiconductor device 10C according to the fourth embodiment shown in FIG. 9 , the second wavelength conversion layer 37 is disposed under the first semiconductor layer 15 of the light emitting structure 13 , The first wavelength conversion layer 21 may be disposed under the second wavelength conversion layer 37, but is not limited thereto. In this case, the third semiconductor layer 23 may be disposed under the first wavelength conversion layer 21 .

(제5 실시예)(Example 5)

도 10은 제5 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 도면이다.10 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a fifth embodiment.

제5 실시예는 제1 파장변환층(21)과 제2 파장변환층(39)이 서로 간에 이격되는 것을 제외하고는 제1 내지 제4 실시예와 동일하다. 제5 실시예에서 제1 내지 제4 실시예와 동일한 구조, 형상 또는 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 생략된 부분은 제1 내지 제4 실시예의 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.The fifth embodiment is the same as the first to fourth embodiments except that the first wavelength conversion layer 21 and the second wavelength conversion layer 39 are spaced apart from each other. In the fifth embodiment, components having the same structure, shape, or function as those of the first to fourth embodiments are assigned the same reference numerals and detailed descriptions thereof will be omitted. Parts omitted from the following description can be easily understood from the description of the first to fourth embodiments.

도 10을 참조하면, 제5 실시예에 따른 반도체소자(10D)는 발광구조물(13), 발광구조물(13)의 일측 상에 배치되는 제1 파장변환층(21) 및 제2 파장변환층(39)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10 , a semiconductor device 10D according to the fifth embodiment includes a light emitting structure 13 , a first wavelength conversion layer 21 and a second wavelength conversion layer disposed on one side of the light emitting structure 13 ( 39) may be included.

발광구조물(13)은 제1 반도체층(15), 활성층(17) 및 제2 반도체층(19)을 포함할 수 있다.The light emitting structure 13 may include a first semiconductor layer 15 , an active layer 17 , and a second semiconductor layer 19 .

제1 파장변환층(21)은 발광구조물(13)의 제1 반도체층(15)의 아래에 배치될 수 있다. 제2 파장변환층(39)은 제1 파장변환층(21)의 아래에 배치될 수 있다. The first wavelength conversion layer 21 may be disposed under the first semiconductor layer 15 of the light emitting structure 13 . The second wavelength conversion layer 39 may be disposed under the first wavelength conversion layer 21 .

제5 실시예에 따른 반도체소자(10D)는 제2 파장변환층(39) 아래에 배치되는 제3 반도체층(23)을 더 포함할 수 있다.The semiconductor device 10D according to the fifth embodiment may further include a third semiconductor layer 23 disposed under the second wavelength conversion layer 39 .

또한, 제5 실시예에 따른 반도체소자(10D)는 제1 파장변환층(21)과 제2 파장변환층(39) 사이에 배치되는 제5 반도체층(41)을 더 포함할 수 있다. In addition, the semiconductor device 10D according to the fifth embodiment may further include a fifth semiconductor layer 41 disposed between the first wavelength conversion layer 21 and the second wavelength conversion layer 39 .

제5 반도체층(41)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화합물 반도체 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 제5 반도체층(41)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN, GaAs, AlGaAs, GaAsP GaP, InP, GaInP 및 AlGaInP로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The fifth semiconductor layer 41 may be formed of a compound semiconductor material of AlxInyGa(1-xy)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1), but is not limited thereto. does not For example, the fifth semiconductor layer 41 may include at least one selected from the group consisting of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN, GaAs, AlGaAs, GaAsP GaP, InP, GaInP, and AlGaInP. is not limited to

제5 반도체층(41)은 대략 1㎛ 내지 대략 10㎛의 두께를 가질 수 있다. 제3 반도체층(23)의 두께는 제1 반도체층(15)의 두께 또는 제3 반도체층(23)의 두께보다 작을 수 있다. 제3 반도체층(23)의 두께는 제2 실시예의 제4 반도체층(33)의 두께와 동일하거나 클 수 있다. The fifth semiconductor layer 41 may have a thickness of about 1 μm to about 10 μm. The thickness of the third semiconductor layer 23 may be smaller than the thickness of the first semiconductor layer 15 or the thickness of the third semiconductor layer 23 . The thickness of the third semiconductor layer 23 may be the same as or greater than the thickness of the fourth semiconductor layer 33 of the second embodiment.

제5 반도체층(41)은 제1 반도체층(15) 또는 제3 반도체층(23)과 동일한 도전형을 가질 수 있다, 예컨대, 제5 반도체층(41)은 Si, Ge, Sn와 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제5 반도체층(41)의 도핑 농도는 대략 1×1017cm-3 내지 대략 2×1019cm-3일 수 있다. 제5 반도체층(41)은 활성층(17)에 전자를 제공하여 줄 수 있다.The fifth semiconductor layer 41 may have the same conductivity type as the first semiconductor layer 15 or the third semiconductor layer 23 . For example, the fifth semiconductor layer 41 may have n such as Si, Ge, or Sn. It may contain a type dopant. The doping concentration of the fifth semiconductor layer 41 may be about 1×1017 cm −3 to about 2×1019 cm −3 . The fifth semiconductor layer 41 may provide electrons to the active layer 17 .

제3 반도체층(23), 제2 파장변환층(39), 제5 반도체층(41), 제1 파장변환층(21) 및 발광구조물(13)은 MOCVD 장비를 이용하여 기판(11) 상에서 성장될 수 있다. The third semiconductor layer 23 , the second wavelength conversion layer 39 , the fifth semiconductor layer 41 , the first wavelength conversion layer 21 , and the light emitting structure 13 are formed on the substrate 11 using MOCVD equipment. can be grown

제5 실시예에 따른 반도체소자(10D)에 따르면, 제1 파장변환층(21)과 제2 파장변환층(39)가 제5 반도체층(41)을 매개로 서로 이격되도록 배치됨으로써, 제1 파장변환층(21)에서 생성된 제2 파장 영역의 광과 제2 파장변환층(39)에서 생성되는 제3 파장 영역의 광 간의 혼색이나 간섭을 최소화할 수 있다. According to the semiconductor device 10D according to the fifth embodiment, the first wavelength conversion layer 21 and the second wavelength conversion layer 39 are disposed to be spaced apart from each other via the fifth semiconductor layer 41, so that the first Color mixing or interference between the light of the second wavelength region generated by the wavelength conversion layer 21 and the light of the third wavelength region generated by the second wavelength conversion layer 39 may be minimized.

한편, 도 10에 도시된 제5 실시예에 따른 반도체소자(10D)와 달리, 제2 파장변환층(39)이 발광구조물(13)의 제1 반도체층(15)의 아래에 배치되고, 제1 파장변환층(21)은 제5 반도체층(41)의 아래에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. On the other hand, unlike the semiconductor device 10D according to the fifth embodiment shown in FIG. 10 , the second wavelength conversion layer 39 is disposed under the first semiconductor layer 15 of the light emitting structure 13 , The first wavelength conversion layer 21 may be disposed under the fifth semiconductor layer 41 , but is not limited thereto.

(반도체소자 패키지)(Semiconductor device package)

도 11은 실시예에 따른 반도체소자 패키지를 나타낸 도면이다. 11 is a diagram illustrating a semiconductor device package according to an embodiment.

도 11에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 반도체소자 패키지는 캐비티(cavity, 315)를 갖는 몸체(311), 몸체(311) 내에 배치된 제1 리드프레임(321) 및 제2 리드프레임(323), 반도체소자(100), 와이어들(331) 및 몰딩부재(341)를 포함할 수 있다.11 , the semiconductor device package according to the embodiment includes a body 311 having a cavity 315 , a first lead frame 321 and a second lead frame 323 disposed in the body 311 . ), the semiconductor device 100 , wires 331 , and a molding member 341 .

몸체(311)는 전도성 재질 또는 절연성 재질을 포함할 수 있다. 몸체(311)는 수지 재질, 실리콘 재질, 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 수지 재질은 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide) 또는 에폭시일 수 있다.The body 311 may include a conductive material or an insulating material. The body 311 may be formed of at least one of a resin material, a silicon material, a metal material, photo sensitive glass (PSG), sapphire (Al2O3), and a printed circuit board (PCB). The resin material may be polyphthalamide (PPA) or epoxy.

몸체(311)는 상부가 개방되고, 측면과 바닥으로 이루어진 캐비티(315)를 갖는다. 캐비티(315)는 몸체(311)의 상면으로부터 오목한 컵(cup) 구조 또는 리세스(recess) 구조를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The body 311 has a cavity 315 having an open top and a side and a bottom. The cavity 315 may include a cup structure or a recess structure concave from the upper surface of the body 311 , but is not limited thereto.

제1 리드프레임(321)은 캐비티(315)의 바닥 영역 중 제1 영역에 배치되며, 제2 리드프레임(323)은 캐비티(315)의 바닥 영역 중 제2 영역에 배치된다. 제1 리드프레임(321)과 제2 리드프레임(323)은 캐비티(315) 내에서 서로 이격될 수 있다. The first leadframe 321 is disposed in a first area of the bottom area of the cavity 315 , and the second leadframe 323 is disposed in a second area of the bottom area of the cavity 315 . The first leadframe 321 and the second leadframe 323 may be spaced apart from each other in the cavity 315 .

제1 및 제2 리드프레임(321, 323)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) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 리드프레임(321, 323)은 단일 금속층 또는 다층 금속층으로 형성될 수 있다. The first and second leadframes 321 and 323 are made of a metal material, for example, titanium (Ti), copper (Cu), nickel (Ni), gold (Au), chromium (Cr), or tantalum (Ta). , platinum (Pt), tin (Sn), silver (Ag), may include at least one of phosphorus (P). The first and second leadframes 321 and 323 may be formed of a single metal layer or a multi-layered metal layer.

반도체소자(100)는 제1 및 제2 리드프레임(321, 223) 중 적어도 하나의 위에 배치될 수 있다. 반도체소자(100)는 예컨대, 제1 리드프레임(321) 위에 배치되고, 와이어(331)로 제1 및 제2 리드프레임(321, 223)과 연결된다. The semiconductor device 100 may be disposed on at least one of the first and second lead frames 321 and 223 . The semiconductor device 100 is, for example, disposed on the first leadframe 321 and connected to the first and second leadframes 321 and 223 with a wire 331 .

반도체소자(100)는 적어도 2개 이상의 파장 영역의 광을 발광할 수 있다. 반도체소자(100)는 3-5족 또는 2-6족의 화합물 반도체 물질을 포함할 수 있다. 반도체소자(100)는 도 1 내지 도 10의 기술적 특징을 채용할 수 있다.The semiconductor device 100 may emit light in at least two wavelength ranges. The semiconductor device 100 may include a group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor material. The semiconductor device 100 may employ the technical features of FIGS. 1 to 10 .

몸체(311)의 캐비티(315)에는 몰딩부재(341)가 배치될 수 있다. 몰딩부재(341)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지층을 포함할 수 있다. 몰딩부재(341)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. A molding member 341 may be disposed in the cavity 315 of the body 311 . The molding member 341 may include a light-transmitting resin layer such as silicone or epoxy. The molding member 341 may be formed in a single layer or in multiple layers.

몰딩부재(341)는 반도체소자(100) 상에서 방출되는 빛의 파장을 변화하기 위한 형광체를 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다.The molding member 341 may or may not include a phosphor for changing the wavelength of light emitted from the semiconductor device 100 .

예컨대, 청색 광과 녹색 광이 생성되는 제1 내지 제2 실시예에 따른 반도체소자가 실시예 따른 반도체소자 패키지에 채택되는 경우, 몰딩부재(341)는 예컨대, 적색 형광체를 포함할 수 있다. 따라서, 반도체소자로부터 생성되는 청색 광 및 녹색 광 그리고 몰딩부재에 포함된 적색 형광체에 의해 파장 변환된 적색 광에 의해 백색 광이 얻어질 수 있다. For example, when the semiconductor device according to the first to second embodiments in which blue light and green light are generated is employed in the semiconductor device package according to the embodiment, the molding member 341 may include, for example, a red phosphor. Accordingly, white light may be obtained by the blue light and green light generated from the semiconductor device and the red light wavelength-converted by the red phosphor included in the molding member.

예컨대, 청색 광, 녹색 광 및 적색 광 모두가 생성되는 제3 내지 제5 실시예에 따른 반도체소자가 실시예에 따른 반도체소자 패키지에 채택되는 경우, 몰딩부재(341)는 적색 형광체를 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에도, 필요에 따라 몰딩부재는 적색 광을 제외한 다른 컬러 광을 생성하는 형광체를 포함할 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.For example, when the semiconductor device according to the third to fifth embodiments in which all of blue light, green light, and red light are generated is adopted in the semiconductor device package according to the embodiment, the molding member 341 may not include a red phosphor. can Even in this case, if necessary, the molding member may include a phosphor for generating light of a color other than red light, but is not limited thereto.

몰딩부재(341)의 표면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The surface of the molding member 341 may be formed in a flat shape, a concave shape, a convex shape, or the like, but is not limited thereto.

몸체(311)의 상부에는 렌즈(미도시)가 더 형성될 수 있다. 렌즈는 오목 또는/및 볼록 렌즈의 구조를 포함할 수 있으며, 반도체소자(100)가 방출하는 빛의 배광(light distribution)을 조절할 수 있다.A lens (not shown) may be further formed on the upper portion of the body 311 . The lens may include a structure of a concave and/or convex lens, and may control light distribution of light emitted from the semiconductor device 100 .

반도체소자 패키지 내에는 보호소자(미도시)가 배치될 수 있다. 보호소자는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있다.A protection device (not shown) may be disposed in the semiconductor device package. The protection device may be implemented as a thyristor, a Zener diode, or a transient voltage suppression (TVS).

상술한 반도체소자 패키지는 예컨대 영상표시장치의 광원이나 조명장치의 광원으로 사용될 수 있다.The above-described semiconductor device package may be used, for example, as a light source of an image display device or a light source of a lighting device.

영상표시장치의 광원은 예컨대, 백라이트유닛을 포함할 수 있다. 백라이트유닛은 반도체소자 패키지의 배치 형태에 따라 에지(edge) 타입과 직하(direct) 타입으로 구분될 수 있다. 에지 타입에서는 반도체소자 패키지가 도광판의 측면 상에 배치될 수 있다. 직하 타입에서는 반도체소자 패키지가 디스플레이 패널의 아래에 배치될 수 있다. The light source of the image display device may include, for example, a backlight unit. The backlight unit may be classified into an edge type and a direct type according to the arrangement of the semiconductor device package. In the edge type, the semiconductor device package may be disposed on the side surface of the light guide plate. In the direct type, the semiconductor device package may be disposed under the display panel.

조명장치의 광원은 등기구, 벌브(bulb) 타입 램프, 이동 단말기의 광원을 포함할 수 있다. The light source of the lighting device may include a luminaire, a bulb-type lamp, and a light source of a mobile terminal.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 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 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified for other embodiments by those of ordinary skill in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the embodiments.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 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 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the embodiment has been mainly described, but this is only an example and does not limit the embodiment, and those of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs are provided with several examples not illustrated above in the range that does not deviate from the essential characteristics of the embodiment. It can be seen that the transformation and application of branches are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be implemented by modification. And the differences related to these modifications and applications should be interpreted as being included in the scope of the embodiments set forth in the appended claims.

10, 10A, 10B, 10C, 10D: 반도체소자
11: 기판
13: 발광구조물
15: 제1 반도체층
17: 활성층
19: 제2 반도체층
21: 파장변환층
23: 제3 반도체층
25: 투명전극층
27: 제1 전극
29: 제2 전극
31: 반사전극층
33: 제4 반도체층
35, 37, 39: 제2 파장변환층
41: 제5 반도체층
10, 10A, 10B, 10C, 10D: semiconductor device
11: Substrate
13: light emitting structure
15: first semiconductor layer
17: active layer
19: second semiconductor layer
21: wavelength conversion layer
23: third semiconductor layer
25: transparent electrode layer
27: first electrode
29: second electrode
31: reflective electrode layer
33: fourth semiconductor layer
35, 37, 39: second wavelength conversion layer
41: fifth semiconductor layer

Claims (18)

기판;
상기 기판 상에 제1 파장변환층;
상기 제1 파장변환층 상에 제1 반도체층;
상기 제1 반도체층 상에 활성층;
상기 활성층 상에 제2 반도체층;
상기 제2 반도체층 상에 제2 파장변환층;
상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및
상기 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하고,
상기 활성층은 제1 파장 영역의 청색 광을 발광하고,
상기 제1 파장변환층은 서로 다른 2개의 반도체층으로 이루어지며,
상기 제1 파장변환층은 상기 활성층에서 생성된 상기 청색 광에 의해 제2 파장 영역의 녹색 광을 발광하고,
상기 제2 파장변환층은 상기 활성층에서 생성된 상기 청색 광에 의해 제3 파장 영역의 적색 광을 생성하고,
상기 제2 파장변환층과 상기 제2 전극은 상기 제2 반도체층의 동일 면 상에 배치되는
반도체 소자.
Board;
a first wavelength conversion layer on the substrate;
a first semiconductor layer on the first wavelength conversion layer;
an active layer on the first semiconductor layer;
a second semiconductor layer on the active layer;
a second wavelength conversion layer on the second semiconductor layer;
a first electrode electrically connected to the first semiconductor layer; and
a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer; and
The active layer emits blue light in a first wavelength region,
The first wavelength conversion layer is made of two different semiconductor layers,
The first wavelength conversion layer emits green light in a second wavelength region by the blue light generated in the active layer,
The second wavelength conversion layer generates red light in a third wavelength region by the blue light generated in the active layer,
The second wavelength conversion layer and the second electrode are disposed on the same surface of the second semiconductor layer
semiconductor device.
제1항에 있어서,
상기 활성층은 서로 다른 2개의 반도체층으로 이루어지고,
상기 활성층과 상기 제1 파장변환층 각각의 상기 2개의 반도체층은 우물층과 배리어층을 포함하고,
상기 제1 파장변환층의 상기 우물층의 제2 밴드갭 에너지는 상기 활성층의 상기 우물층의 제1 밴드갭 에너지보다 작은 반도체소자.
According to claim 1,
The active layer is made of two different semiconductor layers,
The two semiconductor layers of each of the active layer and the first wavelength conversion layer include a well layer and a barrier layer,
A second bandgap energy of the well layer of the first wavelength conversion layer is less than a first bandgap energy of the well layer of the active layer.
제2항에 있어서,
상기 기판과 상기 제1 파장변환층 사이에 제3 반도체층; 및
상기 제1 파장변환층과 상기 제1 반도체층 사이에 제4 반도체층; 을 더 포함하고,
상기 활성층, 상기 제1 파장변환층 및 상기 제2 파장변환층은 화합물 반도체 물질을 포함하며,
상기 제2 파장변환층은 상기 활성층에서 생성된 상기 청색 광에 의해 제3 파장 영역의 적색 광을 생성하는 반도체소자.
3. The method of claim 2,
a third semiconductor layer between the substrate and the first wavelength conversion layer; and
a fourth semiconductor layer between the first wavelength conversion layer and the first semiconductor layer; further comprising,
The active layer, the first wavelength conversion layer, and the second wavelength conversion layer include a compound semiconductor material,
The second wavelength conversion layer is a semiconductor device that generates red light in a third wavelength region by the blue light generated in the active layer.
제3항에 있어서,
상기 제2 파장변환층의 우물층의 제3 밴드갭 에너지는 상기 활성층의 상기 우물층의 제1 밴드갭 에너지보다 작고 상기 제1 파장변환층의 상기 우물층의 제2 밴드갭 에너지보다 작은 반도체소자.
4. The method of claim 3,
a third bandgap energy of the well layer of the second wavelength conversion layer is less than a first bandgap energy of the well layer of the active layer and less than a second bandgap energy of the well layer of the first wavelength conversion layer .
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