KR102367758B1 - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
실시예는 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층; 상기 활성층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하며, 상기 제2 도전형 반도체층 상면과 상기 제2 전극 하면의 면적비는 1:0.39 내지 1:0.86인 반도체 소자를 개시한다.The embodiment includes a first conductivity type semiconductor layer; an active layer disposed on the first conductivity-type semiconductor layer; a second conductivity-type semiconductor layer disposed on the active layer; a first electrode electrically connected to the first conductivity-type semiconductor layer; and a second electrode electrically connected to the second conductivity-type semiconductor layer, wherein an area ratio between an upper surface of the second conductivity-type semiconductor layer and a lower surface of the second electrode is 1:0.39 to 1:0.86. do.
Description
실시예는 반도체 소자에 관한 것이다.The embodiment relates to a semiconductor device.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저 전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정표시장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.A light emitting diode (LED) is one of light emitting devices that emits light when an electric current is applied thereto. Light-emitting diodes can emit high-efficiency light with a low voltage, and thus have an excellent energy-saving effect. Recently, the luminance problem of light emitting diodes has been greatly improved, and it has been applied to various devices such as a backlight unit of a liquid crystal display device, an electric sign board, a display device, and a home appliance.
AlGaInP를 갖는 발광 다이오드는 GaAs 기판을 성장기판으로 사용하나, 반도체 소자 타입으로 제작하기 위해서는 광 흡수를 방지하기 위해 GaAs 기판을 제거할 필요가 있다. 그러나, GaAs 기판은 기존의 LLO(Laser Lift-Off) 공정으로 제거하기 어려우며, 공정 중에 유해 가스가 배출되는 문제가 존재한다.A light emitting diode having AlGaInP uses a GaAs substrate as a growth substrate. However, in order to manufacture a semiconductor device type, it is necessary to remove the GaAs substrate to prevent light absorption. However, the GaAs substrate is difficult to remove through the conventional laser lift-off (LLO) process, and there is a problem in that harmful gases are discharged during the process.
실시예는 수평형 타입의 반도체 소자를 제공한다.The embodiment provides a semiconductor device of a horizontal type.
또한, 공속이 개선된 우수한 반도체 소자를 제공한다.In addition, an excellent semiconductor device with improved co-velocity is provided.
또한, 저전류 불량과 파장 시프트를 방지하는 반도체 소자를 제공한다.In addition, there is provided a semiconductor device that prevents low current failure and wavelength shift.
또한, 외부 양자 효율이 개선된 반도체 소자를 제공한다.In addition, there is provided a semiconductor device with improved external quantum efficiency.
실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited thereto, and it will be said that the purpose or effect that can be grasped from the method of solving the problem described below or the embodiment is also included.
실시예에 따른 반도체 소자는 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층; 상기 활성층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하며, 상기 제2 도전형 반도체층 상면과 상기 제2 전극 하면의 면적비는 1:0.39 내지 1:0.86이다.A semiconductor device according to an embodiment includes a first conductivity type semiconductor layer; an active layer disposed on the first conductivity-type semiconductor layer; a second conductivity-type semiconductor layer disposed on the active layer; a first electrode electrically connected to the first conductivity-type semiconductor layer; and a second electrode electrically connected to the second conductivity-type semiconductor layer, wherein an area ratio between an upper surface of the second conductivity-type semiconductor layer and a lower surface of the second electrode is 1:0.39 to 1:0.86.
상기 제2 전극 하면의 가장자리는 상기 제2 도전형 반도체층 상면의 가장자리로부터 1㎛ 내지 3㎛ 이격 배치될 수 있다.An edge of the lower surface of the second electrode may be spaced apart from an edge of the upper surface of the second conductivity-type semiconductor layer by 1 µm to 3 µm.
상기 제1 도전형 반도체층 상면의 면적과 상기 활성층 하부의 면적비는 1:0.5 내지 1:0.85일 수 있다.A ratio of an area of an upper surface of the first conductivity-type semiconductor layer to an area of a lower portion of the active layer may be 1:0.5 to 1:0.85.
상기 활성층 상면의 면적과 상기 제2 전극 하면의 면적비는 1:0.4 내지 1:0.67일 수 있다.An area ratio of the upper surface of the active layer and the lower surface of the second electrode may be 1:0.4 to 1:0.67.
상기 제1 도전형 반도체층 하면의 면적은 800㎛2 내지 1200㎛2일 수 있다.An area of the lower surface of the first conductivity type semiconductor layer may be 800 μm 2 to 1200 μm 2 .
상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 절연층을 더 포함하고, 상기 절연층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 상면에 일부 배치될 수 있다.An insulating layer disposed on the first conductivity-type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity-type semiconductor layer, the insulation layer may be partially disposed on upper surfaces of the first electrode and the second electrode .
실시에에 따른 반도체 소자는 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층; 상기 활성층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하며, 상기 제2 전극의 주입 전류는 0.1㎂ 이상이고, 상기 제2 전극의 전류 밀도는 전류 밀도는 0.025A/cm2 이상이다.A semiconductor device according to an embodiment includes a first conductivity type semiconductor layer; an active layer disposed on the first conductivity-type semiconductor layer; a second conductivity-type semiconductor layer disposed on the active layer; a first electrode electrically connected to the first conductivity-type semiconductor layer; and a second electrode electrically connected to the second conductivity-type semiconductor layer, wherein an injection current of the second electrode is 0.1 μA or more, and a current density of the second electrode is 0.025A/cm 2 More than that.
실시예에 따른 전자 디바이스는 반도체 소자; 및 상기 반도체 소자를 수용하는 케이스를 포함하고, 상기 반도체 소자는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층; 상기 활성층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하며, 상기 제2 도전형 반도체층 상면과 상기 제2 전극 하면의 면적비는 1:0.39 내지 1:0.86이다.An electronic device according to an embodiment includes a semiconductor element; and a case accommodating the semiconductor device, wherein the semiconductor device includes: a first conductivity type semiconductor layer; an active layer disposed on the first conductivity-type semiconductor layer; a second conductivity-type semiconductor layer disposed on the active layer; a first electrode electrically connected to the first conductivity-type semiconductor layer; and a second electrode electrically connected to the second conductivity-type semiconductor layer, wherein an area ratio between an upper surface of the second conductivity-type semiconductor layer and a lower surface of the second electrode is 1:0.39 to 1:0.86.
실시예에 따르면, 반도체 소자를 수평형 타입으로 구현할 수 있다.According to an embodiment, the semiconductor device may be implemented in a horizontal type.
또한, 광속이 개선된 우수한 반도체 소자를 제작할 수 있다.In addition, excellent semiconductor devices with improved luminous flux can be manufactured.
또한, 저전류 불량과 파장 시프트를 방지하고 외부 양자 효율이 개선된 반도체 소자를 제작할 수 있다.In addition, it is possible to manufacture a semiconductor device with improved external quantum efficiency while preventing low current failure and wavelength shift.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above, and will be more easily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도 및 평면도이고,
도 2 내지 도 3은 실시예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 4는 실시예에 따른 반도체 소자의 전류에 따른 파장을 도시한 도면이고,
도 5은 반도체 소자의 주입 전류에 따른 계조 변화를 도시한 도면이고,
도 6은 반도체 소자의 주입 전류에 따른 파장별 광도를 도시한 도면이고,
도 7은 반도체 소자의 저전류 불량을 설명하는 도면이고,
도 8는 반도체 소자의 크기에 따른 외부 양자 효율(EQE)를 도시한 도면이고,
도 9a 내지 도 9f는 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 대한 순서도이고,
도 10a 내지 10e는 실시예에 따른 반도체 소자를 디스플레이 장치로 전사하는 과정을 설명하는 순서도이고,
도 11는 실시예에 따른 반도체 소자가 전사된 디스플레이 장치의 개념도이고,
도 12는 도 1의 변형예이고,
도 13는 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view and a plan view of a semiconductor device according to an embodiment;
2 to 3 are plan views of a semiconductor device according to the embodiment;
4 is a view showing the wavelength according to the current of the semiconductor device according to the embodiment,
5 is a view showing a change in gradation according to an injection current of a semiconductor device;
6 is a view showing the luminous intensity for each wavelength according to the injection current of the semiconductor device,
7 is a view for explaining a low current failure of a semiconductor device,
8 is a diagram illustrating external quantum efficiency (EQE) according to the size of a semiconductor device;
9A to 9F are flowcharts of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment;
10A to 10E are flowcharts illustrating a process of transferring a semiconductor device to a display device according to an embodiment;
11 is a conceptual diagram of a display device to which a semiconductor element is transferred according to an embodiment;
Figure 12 is a modification of Figure 1,
13 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to another exemplary embodiment.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention may have various changes and may have various embodiments, specific embodiments will be illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including an ordinal number such as second, first, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components are given the same reference numerals regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.
또한, 본 실시예에 따른 반도체 소자 패키지는 소형의 반도체 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 소형의 반도체 소자는 반도체 소자의 구조적 크기를 지칭할 수 있다. 그리고 소형의 반도체 소자는 구조적 크기가 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 또한, 실시예에 따른 반도체 소자는 구조적 크기가 하기에 설명된 바와 같이 30㎛ 내지 60㎛일 수 있으나, 반드시 그렇게 제한되는 것은 아니다. 또한, 실시예의 기술적 특징 또는 양상은 더 작은 크기의 스케일로 반도체 소자에 적용될 수 있다.Also, the semiconductor device package according to the present embodiment may include a small semiconductor device. Here, the small semiconductor device may refer to a structural size of the semiconductor device. In addition, the small semiconductor device may have a structural size of 1 μm to 100 μm. In addition, the semiconductor device according to the embodiment may have a structural size of 30 μm to 60 μm as described below, but is not necessarily limited thereto. In addition, the technical features or aspects of the embodiment may be applied to a semiconductor device on a smaller scale.
도 1은 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도 및 평면도이다.1 is a cross-sectional view and a plan view of a semiconductor device according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 반도체 소자(10)는 기판, 반도체 구조물(120), 제1 전극(131), 제2 전극(132) 및 절연층(141)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
먼저, 기판(미도시됨)은 실시예에 따른 반도체 소자(10)의 하부에 배치될 수 있다.First, a substrate (not shown) may be disposed under the
기판(미도시됨)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The substrate (not shown) may be formed of a material selected from among sapphire (Al 2 O 3 ), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, and Ge, but is not limited thereto.
반도체 구조물(120)은 기판 상에 배치될 수 있다. 반도체 구조물(120)과 기판 사이에는 버퍼층(미도시)이 더 구비될 수 있다. 버퍼층은 기판(미도시됨) 상에 구비된 반도체 구조물(120)과 기판의 격자 부정합을 완화할 수 있다.The
예컨대, 버퍼층은 Ⅲ족과 Ⅴ족 원소가 결합된 형태이거나 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층에는 도펀트가 도핑될 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.For example, the buffer layer may be a combination of Group III and V elements or may include any one of GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, and AlInN. The buffer layer may be doped with a dopant, but is not limited thereto.
반도체 구조물(120)은 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(122), 제2 도전형 반도체층(123)을 포함할 수 있다. 반도체 구조물(120)은 제1-1 방향으로 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(122), 제2 도전형 반도체층(123)이 순서대로 적층된 구조일 수 있다. 예컨대, 반도체 구조물(120)은 제1-2 방향으로 최외곽에 제1 도전형 반도체층(121)이 배치되고, 제1-1 방향으로 최외곽에 제2 도전형 반도체층(123)이 배치될 수 있다. 여기서, 제1 방향은 반도체 구조물(120)의 두께 방향으로 제1-1 방향과 제1-2 방향을 포함한다. 제1-1 방향은 반도체 구조물(120)의 두께 방향 중 제1 도전형 반도체층(121)에서 제2 도전형 반도체층(123)을 향한 방향이다. 그리고 제1-2 방향은 반도체 구조물(120)의 두께 방향 중 제2 도전형 반도체층(123)에서 제1 도전형 반도체층(121)을 향한 방향이다.The
반도체 구조물(120)은 유기금속 화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD), 플라즈마 화학 증착법(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD), 분자선 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE), 수소화물 기상 성장법(Hydride Vapor Phase Epitaxy; HVPE), 스퍼터링(Sputtering) 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.The
제1 도전형 반도체층(121)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 반도체층(121)에 제1 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 제1 도펀트가 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트인 경우, 제1 도전형 반도체층(121)은 n형 질화물 반도체층일 수 있다.The first conductivity
제1 도전형 반도체층(121)의 제1-1 방향으로(X1축 방향) 두께(d1)는 3.0㎛ 내지 6.0㎛일 수 있다. 다만, 이러한 두께에 한정되는 것은 아니다.The thickness d 1 of the first conductivity-
활성층(122)은 제1 도전형 반도체층(121) 상에 배치될 수 있다. 또한, 활성층(122)은 제1 도전형 반도체층(121)과 제2 도전형 반도체층(123) 사이에 배치될 수 있다.The
활성층(122)의 제1-1 방향으로(X1축 방향) 두께(d2)은 100㎚ 내지 180㎚일 수 있다. 다만, 이러한 길이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 소자(10)의 사이즈에 따라 다양하게 변경될 수 있다. The thickness d2 of the
활성층(122)은 제1 도전형 반도체층(121)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2 도전형 반도체층(123)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(122)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.The
활성층(122)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(122)의 구조는 이에 한정하지 않는다. 활성층(122)은 Al을 포함할 수 있다.The
제2 도전형 반도체층(123)은 활성층(122) 상에 배치될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(123)은 활성층(122) 상에 형성되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(123)에 제2 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(123)은 Inx5Aly2Ga1-x5-y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제2 도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제2 도펀트가 도핑된 제2 도전형 반도체층(123)은 p형 반도체층일 수 있다.The second conductivity
제2 도전형 반도체층(123)은 제1-1 방향으로(X1축 방향) 두께(d3)은 250㎚ 내지 350㎚일 수 있다. 다만, 이러한 두께에 한정되는 것은 아니다.The thickness d3 of the second conductivity-
제1 전극(131)은 제1 도전형 반도체층(121) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 제1 도전형 반도체층(121)은 식각에 의해 일부 노출될 수 있다. 그리고 제1 전극(131)은 식각에 의해 노출된 제1 도전형 반도체층(121) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극(131)의 제1-2 방향(X2축 방향)으로 최하면에서 제1 도전형 반도체층(121)의 제1-2 방향(X2축 방향)으로 최하면 사이의 제1-1 방향(X1축 방향)으로 두께(d5)는 3.2㎛ 내지 5.8㎛일 수 있다.The
제1 전극(131)은 제1 도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(132)은 제2 도전형 반도체층(123) 상에 배치될 수 있다. 제2 전극(132)은 제2 도전형 반도체층(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
제1 전극(131)과 제2 전극(132)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되는 않는다.The
제1 전극(131)의 제1-1 방향(X1축 방향)으로 두께(d6)는 4.8㎚ 내지 7.2㎚일 수 있다. 또한, 제2 전극(132)의 제1-1 방향(X1축 방향)으로 두께(d4)는 4.8㎚ 내지 7.2㎚일 수 있다. 다만, 이러한 두께에 한정되는 것은 아니다.The thickness d6 of the
절연층(141)은 제1 전극(131) 및 제2 전극(132)의 일부만을 노출시키며 반도체 구조물(120)을 덮도록 배치될 수 있다. 절연층(141)은 반도체 구조물(120)과 외부 사이를 전기적으로 절연할 수 있다. 절연층(141)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정하지 않는다.The insulating
도 2 내지 도 3은 실시예에 따른 반도체 소자(10)의 평면도이다.2 to 3 are plan views of the
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 반도체 소자(10)의 제2 도전형 반도체층(123)은 최외곽면인 제1 면 내지 제4 면을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the second conductivity-
여기서, 제2 방향(Y축 방향)은 제1 방향(X축 방향)에 수직한 방향으로 제2-1 방향과 제2-2 방향을 포함할 수 있다. 제2-1 방향(Y1축 방향)은 도 2에서 반도체 구조물(120)의 제2 전극(132)에서 제1 전극(131)을 향한 방향이다. 그리고 제2-2 방향(Y2축 방향)은 제2-1 방향(Y1축 방향)의 반대 방향으로 반도체 구조물(120)의 제1 전극(131)에서 제2 전극(132)을 향한 방향이다. 그리고 제3 방향(Z축 방향)은 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)에 수직한 방향으로 제3-1 방향(Z1축 방향) 및 제3-2 방향(Z2축 방향)을 포함할 수 있다. 제3-1 방향(Z1축 방향)은 반도체 구조물(120)의 전면을 향한 방향이고, 제3-2 방향(Z2축 방향)은 제3-1 방향(Z1축 방향)과 반대 방향으로 반도체 구조물(120)의 후면을 향한 방향일 수 있다.Here, the second direction (Y-axis direction) may include a 2-1 direction and a 2-2 direction in a direction perpendicular to the first direction (X-axis direction). The 2-1 direction (Y 1 axis direction) is a direction from the
먼저, 반도체 소자(10)는 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(L1)가 30㎛ 내지 60㎛일 수 있다. 그리고 반도체 소자(10)는 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W1)이 10㎛ 내지 30㎛ 일 수 있다. 다만, 이러한 길이와 폭에 한정되는 것은 아니다.First, the
반도체 소자(10)의 제2 방향(Y축 방향)으로 길이 길이(L1) 및 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W1)은 제1 도전형 반도체층(121)의 제2 방향(Y축 방향)으로 최대 길이 및 제3 방향(Z축 방향)으로 최대 폭과 동일할 수 있다. The length L 1 in the second direction (Y-axis direction) and the width W 1 in the third direction (Z-axis direction) of the
그리고 실시예에 따른 반도체 소자(10)는 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(L1)와 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W1)의 곱을 통해 반도체 소자(10)의 크기를 산출할 수 있다.And the
활성층(122)은 제1 도전형 반도체층(121) 상에 배치되므로, 활성층(122)의 평면상 면적은 제1 도전형 반도체층(121)의 평면상 면적보다 작을 수 있다.Since the
제2 도전형 반도체층(123)은 활성층(122) 상에 배치되므로, 제2 도전형 반도체층(123)의 평면상 면적은 제1 도전형 반도체층(121) 및 활성층(122)의 평면상 면적보다 작을 수 있다.Since the second conductivity
제2 도전형 반도체층(123)은 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(L2)가 19.5㎛ 내지 25.5㎛일 수 있다. 그리고 제2 도전형 반도체층(123)은 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W2)이 16㎛ 내지 24㎛일 수 있다. 다만, 이러한 길이와 폭에 한정되는 것은 아니다.The second conductivity-
실시예에 따른 반도체 소자(10)의 제2 도전형 반도체층(123)은 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(L2)와 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W2)의 곱을 통해 평면상 제2 도전형 반도체층(123)의 면적(S1)를 산출할 수 있다. 그리고 제2 도전형 반도체층(123)의 면적(S1)은 제1-1 방향(X1축 방향)으로 제2 도전형 반도체층(123)의 최외곽면의 면적일 수 있다.The second conductivity-
그리고 제2 도전형 반도체층(123)은 제1 모서리 내지 제4 모서리를 포함할 수 있다. 제1 모서리(P1)는 제2-2 방향(Y2축 방향) 측으로 최외곽에 형성된 모서리일 수 있다. 제2 모서리(P2)는 제1 모서리(P1) 및 제3 모서리(P3)와 연결되고, 제3-2 방향(Z2축 방향)측으로 최외곽에 형성된 모서리일 수 있다. 제3 모서리(P3)는 제2 모서리(P2) 및 제4 모서리(P4)와 연결되며, 제2-1 방향(Y1축 방향)측으로 최외곽에 형성된 모서리일 수 있다. 그리고 제4 모서리(P4)는 제1 모서리(P1) 및 제3 모서리(P4)와 연결되며, 제3-1 방향(Z1축 방향)으로 최외곽에 형성된 모서리일 수 있다.In addition, the second conductivity-
또한, 제2 전극(132)은 제2 도전형 반도체층(123) 상에 배치되며, 제2 전극(132)의 평면상 면적은 제2 도전형 반도체층(123)의 평면상 면적보다 작을 수 있다. 제2 전극(132)은 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(L3)가 16.5㎛ 내지 24.5㎛일 수 있다. 그리고 제2 전극(132)은 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W3)이 15㎛ 내지 23㎛일 수 있다. 실시예에 따른 반도체 소자(10)의 제2 전극(132)은 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(L3)와 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W3)의 곱을 통해 평면상 제2 전극(132)의 면적(S2)를 산출할 수 있다. 제2 전극(132)의 면적(S2)은 제1-2 방향(X2축 방향)으로 제2 전극(132)의 최외곽면의 면적일 수 있다.In addition, the
제2 전극(132)은 제5 모서리(P5) 내지 제8 모서리(P8)를 포함할 수 있다. 제5 모서리(P5)는 제2-2 방향(Y2축 방향) 측으로 최외곽에 형성된 모서리일 수 있다. 제6 모서리(P6)는 제5 모서리(P5) 및 제7 모서리(P7)와 연결되고, 제3-2 방향(Z2축 방향)측으로 최외곽에 형성된 모서리일 수 있다. 제7 모서리(P7)는 제6 모서리(P6) 및 제8 모서리(P8)와 연결되며, 제2-1 방향(Y1축 방향)측으로 최외곽에 형성된 모서리일 수 있다. 그리고 제8 모서리(P8)는 제5 모서리(P5) 및 제7 모서리(P7)와 연결되며, 제3-1 방향(Z1축 방향)으로 최외곽에 형성된 모서리일 수 있다.The
그리고 제1 모서리(P1)와 제2-2 방향(Y-2축 방향)으로 제1 도전형 반도체층(121)의 최외곽 모서리 사이의 간격 및 제1 모서리(P1)와 제5 모서리(P5) 사이의 간격은 제3 모서리(P3)와 제2-1 방향(Y-1축 방향)으로 제1 도전형 반도체층(121)의 최외곽 모서리 사이의 간격 및 제3 모서리(P3)와 제7 모서리(P7) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 여기서, 이러한 간격은 반도체 구조물(120)의 각 층의 두께에 영향을 받으므로 동일한 높이로 가정한 경우에 적용될 수 있다. 그리고 이는 제1 경사각(θ1)이 제2 경사각(θ2) 보다 큰 각도를 가지기 때문이다. 여기서, 제1 경사각(θ1)은 반도체 구조물(120)의 제2-2 방향(Y2축 방향)의 측면 경사 각도로, 제1 경사각(θ1)은 70° 내지 90°일 수 있다. 그리고 제2 경사각(θ2)은 활성층(122)과 제2 도전형 반도체층(123)의 제2-1 방향(Y1축 방향)의 측면 경사 각도로, 20°내지 50°일 수 있다. And the gap between the first edge (P 1 ) and the outermost edge of the first conductivity-
그리고 활성층(122) 및 제2 도전형 반도체층(123)은 제2-1 방향(Y1축 방향)으로 측면에 제1 경사면을 가질 수 있다. 마찬가지로, 활성층(122) 및 제2 도전형 반도체층(123)은 제2-2 방향(Y-2축 방향)으로 측면에 제2 경사면을 가질 수 있다. 그리고 제1 경사각(θ1)이 제2 경사각(θ2)보다 크므로, 제1 경사면은 제2 경사면보다 경사 각도가 더 작을 수 있다.In addition, the
또한, 제1 모서리(P1)와 제5 모서리(P5)는 제1 간격(G1)을 형성할 수 있다. 마찬가지로, 제2 모서리(P2)와 제6 모서리(P6)는 제2 간격(G2)를 형성할 수 있다. 또한, 제3 모서리(P3)와 제7 모서리(P7)는 제3 간격(G3)을 형성할 수 있다. 그리고 제4 모서리(P4)와 제8 모서리(P8)는 제4 간격(G4)을 형성할 수 있다.In addition, the first edge (P 1 ) and the fifth edge (P 5 ) may form a first gap ( G1 ). Similarly, the second edge P 2 and the sixth edge P 6 may form a second gap G2. In addition, the third edge P 3 and the seventh edge P 7 may form a third gap G3 . And the fourth edge (P 4 ) and the eighth edge (P 8 ) may form a fourth gap ( G4 ).
제1 간격(G1) 내지 제4 간격(G4)은 길이가 1㎛ 내지 3㎛일 수 있다. 제1 간격(G1) 내지 제4 간격(G4)은 길이가 1㎛보다 작은 경우에 아이솔레이션 또는 메사 식각 시 제2 도전형 반도체층(123)과 제2 전극(132) 사이가 인접하여 저전류 불량이 발생하는 문제가 존재한다. 상기 저전류 불량과 반도체 소자(10)와의 관계에 대한 효과 이하 도 7에서 자세히 설명한다.The first gap G1 to the fourth gap G4 may have a length of 1 μm to 3 μm. When the length of the first gap G1 to the fourth gap G4 is less than 1 μm, the second conductivity
또한, 제1 간격(G1) 내지 제4 간격(G4)의 길이에 따라 제2 전극(132)의 면적이 변할 수 있다. 즉, 제2 전극(132)의 면적(S2)가 변경될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제2 도전형 반도체층(123)의 면적(S1)과 제2 전극(132)의 면적(S2) 사이의 면적 비는 면적비는 1:0.39 내지 1:0.86일 수 있다. Also, the area of the
제2 도전형 반도체층(123)의 면적(S1)과 제2 전극(132)의 면적(S2) 사이의 면적 비는 1:0.86보다 큰 경우에는 저전류 불량 발생이 커지는 문제가 존재한다. When the area ratio between the area S 1 of the second conductivity
구체적으로, 제2 전극(132)의 제5 모서리(P5) 내지 제8 모서리(P8)와 제2 도전형 반도체층(123)의 제1 모서리(P1) 내지 제4 모서리(P4) 사이에 소정의 이격 간격을 형성할 수 있다. 예컨대, 아이솔레이션 시 제2 전극(132)의 제5 모서리(P5) 내지 제8 모서리(P8)와 제2 도전형 반도체층(123)의 제1 모서리(P1) 내지 제4 모서리(P4) 사이의 간격이 작으면, 제2 전극(132)은 제2 도전형 반도체층(123)과 같이 에칭될 수 있다. 그리고 에칭된 제2 전극(132)에 재증착(Re deposition)이 발생하여, 에칭된 제2 전극(132)이 반도체 소자의 저전류 불량을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 에칭된 제2 전극(132)가 제1 도전형 반도체층(121)과 제2 도전형 반도체층(123) 사이를 연결하도록 배치되어 전기적 쇼트를 발생시킬 수 있다. 이러한 한계는 도 7에서 설명한다.Specifically, the fifth edge (P 5 ) to the eighth edge (P 8 ) of the
제2 도전형 반도체층(123)의 면적(S1)과 제2 전극(132)의 면적(S2) 사이의 면적 비가 1:0.39보다 작은 경우에는 제2 전극(132)의 면적(S2)이 감소하여 소정의 전류를 주입하는 경우 광량이 감소하는 한계가 존재한다.When the area ratio between the area S 1 of the second conductivity-
그리고 상기 제2 도전형 반도체층(123)의 면적(S1)과 제2 전극(132)의 면적(S2) 사이의 면적비에 따라, 제1-1 방향으로 상기 활성층(122)의 외곽면의 면적과 상기 제1-2 방향으로 상기 제2 전극(132)의 외곽면의 면적 사이의 면적비는 1:0.4 내지 1:0.67일 수 있다.And according to an area ratio between the area S 1 of the second conductivity-
제1 간격(G1) 내지 제4 간격(G4)은 길이가 동일할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 간격(G1) 내지 제4 간격(G4)은 제2 도전형 반도체층(123)의 면적(S1)과 제2 전극(132)의 면적(S2)이 상기 면적비를 가지는 범위 내에서 길이가 상이하게 변경될 수 있다. 예컨대, 제1 간격(G1) 내지 제4 간격(G4)은 일부 동일한 길이를 갖고, 다른 일부는 상이한 길이를 가질 수도 있다.The first interval G1 to the fourth interval G4 may have the same length. However, the present invention is not limited thereto, and the first gap G1 to the fourth gap G4 has an area S 1 of the second conductivity-
도 3을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 반도체 소자(10)는 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(L1)가 30㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 그리고 반도체 소자(10)는 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W1)이 10㎛ 내지 30㎛ 일 수 있다. 반도체 소자(10)의 제2 방향(Y축 방향)으로 길이 길이(L1) 및 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W1)은 제1 도전형 반도체층(121)의 제2 방향(Y축 방향)으로 최대 길이 및 제3 방향(Z축 방향)으로 최대 폭과 동일할 수 있다. 그리고 실시예에 따른 반도체 소자(10)는 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(L1)와 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W1)의 곱을 통해 반도체 소자(10)의 크기를 산출할 수 있다.Referring to FIG. 3 , as described above, the length L 1 of the
활성층(122)은 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(L4)가 20㎛ 내지 26㎛일 수 있다. 그리고 활성층(122)은 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W4)이 17㎛ 내지 25㎛일 수 있다. 활성층(122)의 면적(S3)은 제1-1 방향(X1축 방향)으로 활성층(122)의 최외곽면의 면적일 수 있다.The
앞서 설명한 제1-2 방향(X2축 방향)으로 상기 제1 도전형 반도체층(121)의 외곽면의 면적과 제1-1 방향(X1축 방향)으로 활성층(122)의 외곽면의 면적 사이의 면적 비는 1:0.5 내지 1:0.85일 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 반도체 소자(10)의 외부 양자 효율(EQE, External Quantum Efficiency)을 개선할 수 있다.The area of the outer surface of the first conductivity-
제1-2 방향(X2축 방향)으로 제1 도전형 반도체층(121)의 외곽면의 면적과 제1-1 방향(X1축 방향)으로 활성층(122)의 외곽면의 면적 사이의 면적 비가 1:0.5보다 작은 경우, 반도체 소자(10)의 크기(제1 도전형 반도체층(121)의 최대면적) 대비 활성층(122)의 면적이 작아 광속이 저하되는 한계가 존재한다. 또한, 활성층(122)이 0 A/cm2 초과 2.5A/cm2 이하의 전류 밀도(current Density)를 갖는 경우, 반도체 소자(10)는 외부 양자 효율이 저감되는 문제가 존재한다. 이에 대해서는 도 8에서 설명한다.Between the area of the outer surface of the first conductivity-
제1-2 방향(X2축 방향)으로 상기 제1 도전형 반도체층(121)의 외곽면의 면적과 제1-1 방향(X1축 방향)으로 활성층(122)의 외곽면의 면적(활성층(122)의 면적, S3) 사이의 면적 비가 1:0.85보다 큰 경우, 활성층(122)의 면적이 커져 제1 전극(131)의 전기적 연결을 위한 필요 면적보다 작아저 전류 주입이 어려워지는 한계가 존재한다.The area of the outer surface of the first conductivity-
상기 설명한 제1-2 방향(X2축 방향)으로 제1 도전형 반도체층(121)의 외곽면의 면적과 제1-1 방향(X1축 방향)으로 활성층(122)의 외곽면의 면적 사이의 면적 비에 따라 제1 전극(131)의 면적(S4)이 조절될 수 있다.The area of the outer surface of the first conductivity-
제1 전극(131)은 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(L5)가 1㎛ 내지 24.5㎛일 수 있다. 그리고 제1 전극(131)은 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W5)이 15㎛ 내지 23㎛일 수 있다. 실시예에 따른 반도체 소자(10)의 제1 전극(131)은 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(L5)와 제3 방향(Z축 방향)으로 폭(W5)의 곱을 통해 평면상 제1 전극(131)의 면적(S4)를 산출할 수 있다. 제1 전극(131)의 면적(S4)은 제1-2 방향(X2축 방향)으로 제2 전극(132)의 최외곽면의 면적일 수 있다.The
또한, 제1 도전형 반도체층(121)의 제3-1 방향(Z1축 방향)으로 최외곽 모서리와 제1 전극(131)의 제3-1 방향(Z1축 방향)으로 최외곽 모서리 사이의 간격(W6)은 2.5㎛ 내지 7.5㎛일 수 있다. 그리고 제1 도전형 반도체층(121)의 제3-2 방향(Z2축 방향)으로 최외곽 모서리와 제1 전극(131)의 제3-2 방향(Z2축 방향)으로 최외곽 모서리 사이의 간격(W-7) 2.5㎛ 내지 7.5㎛일 수 있다. 다만, 이러한 간격에 한정되는 것은 아니다.In addition, the outermost corner in the 3-1 direction (Z 1 axis direction) of the first conductivity
제1 도전형 반도체층(121)의 제3-1 방향(Z1축 방향)으로 최외곽 모서리와 제1 전극(131)의 제3-1 방향(Z1축 방향)으로 최외곽 모서리 사이의 간격(W-6)은 제1 도전형 반도체층(121)의 제3-2 방향(Z2축 방향)으로 최외곽 모서리와 제1 전극(131)의 제3-2 방향(Z2축 방향)으로 최외곽 모서리 사이의 간격(W-7)과 동일한 길이를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 도전형 반도체층(121)의 제3-1 방향(Z1축 방향)으로 최외곽 모서리와 제1 전극(131)의 제3-1 방향(Z1축 방향)으로 최외곽 모서리 사이의 간격(W-6)은 제1 도전형 반도체층(121)의 제3-2 방향(Z2축 방향)으로 최외곽 모서리와 제1 전극(131)의 제3-2 방향(Z2축 방향)으로 최외곽 모서리 사이의 간격(W-7)과 상이할 수 있으며, 상기 제1 전극(131)의 면적(S4)과 활성층(122)의 면적(S3) 사이의 면적 비에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Between the outermost corner in the 3-1 direction (Z 1 axis direction) of the first conductivity-
도 4는 실시예에 따른 반도체 소자의 전류에 따른 파장을 도시한 도면이고, 도 5은 반도체 소자의 주입 전류에 따른 계조 변화를 도시한 도면이고, 도 6은 반도체 소자의 주입 전류에 따른 파장별 광도를 도시한 도면이고, 도 7은 반도체 소자의 저전류 불량을 설명하는 도면이고, 도 8는 반도체 소자의 크기에 따른 외부 양자 효율(EQE)를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating wavelengths according to current of a semiconductor device according to an embodiment, FIG. 5 is a diagram illustrating grayscale changes according to injection current of a semiconductor device, and FIG. 6 is a diagram illustrating wavelengths according to injection current of a semiconductor device FIG. 7 is a diagram illustrating a low current failure of a semiconductor device, and FIG. 8 is a diagram illustrating external quantum efficiency (EQE) according to the size of the semiconductor device.
먼저 도 4를 참조하면, 반도체 소자에 아래의 표 1과 같이 주입되는 전류에 따른 실시예에 따른 반도체 소자에서 발생되는 광의 파장을 측정한 그래프이다.First, referring to FIG. 4 , as shown in Table 1 below, it is a graph measuring the wavelength of light generated in the semiconductor device according to the embodiment according to the current injected into the semiconductor device.
표 1을 참조하면, 반도체 소자에 주입되는 주입 전류에 따라 반도체 소자는 상이한 파장의 광을 발생함을 알 수 있다. 실시예에 따른 반도체 소자는 0.1㎂ 이상의 전류가 주입될 수 있다. 이 때, 실시예에 따른 반도체 소자의 전류 밀도는 0.025A/cm2 이상일 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 반도체 소자는 생성되는 광의 중심 파장이 약 2nm 이하의 오차 범위를 가질 수 있다. Referring to Table 1, it can be seen that the semiconductor device generates light of different wavelengths according to an injection current injected into the semiconductor device. In the semiconductor device according to the embodiment, a current of 0.1 μA or more may be injected. In this case, the current density of the semiconductor device according to the embodiment may be 0.025A/cm 2 or more. Due to this configuration, in the semiconductor device according to the embodiment, the central wavelength of the generated light may have an error range of about 2 nm or less.
다만, 중심 파장의 오차 범위는 반도체 소자가 발생하는 광의 중심 파장에 따른 색에 따라 다양할 수 있다. 예컨대, 청색 광의 경우 생성된 광의 중심 파장의 오차 범위는 2 nm이하에서 사람이 색 변화를 인지 또는 구별하기 용이하지 않다. 그리고 녹색 광의 경우 중심 파장의 오차 범위가 6nm이하에서 그리고 적색 광의 경우 중심 파장의 오차 범위가 4nm 이하에서 색 변화를 사람이 인지 또는 구별하기 용이하지 않을 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 반도체 소자는 사람이 색변화를 인지하지 않아 색재현성이 높을 수 있다.However, the error range of the center wavelength may vary according to a color according to the center wavelength of light emitted from the semiconductor device. For example, in the case of blue light, the error range of the center wavelength of the generated light is less than 2 nm, and it is not easy for a person to recognize or distinguish a color change. In the case of green light, the error range of the center wavelength is 6 nm or less, and in the case of red light, the error range of the center wavelength is 4 nm or less, and it may not be easy for a person to recognize or distinguish a color change. Accordingly, the semiconductor device according to the embodiment may have high color reproducibility because a person does not perceive a color change.
그리고 표 1은 실시예에 따른 반도체 소자로, 0.1㎂의 주입 전류 및 0.025 A/cm2의 전류 밀도 이상을 가지는 경우에 파장 시프트가 최소화되어 색 변화의 감지를 발생시키지 않을 수 있다. 여기서, 전류 밀도(current density)는 앞서 언급 한 바와 같이 제2 전극의 면적에서 측정된 값이다. 그리고 앞서 도 2 및 도 3에서 설명한 바와 같이, 제2 도전형 반도체층의 면적과 제2 전극의 면적 간의 면적비가 성립할 때 상기 주입 전류에서 상기 전류 밀도를 가질 수 있다.In addition, Table 1 shows the semiconductor device according to the embodiment. When an injection current of 0.1 μA and a current density of 0.025 A/cm 2 or more are present, the wavelength shift is minimized, so that detection of a color change may not occur. Here, the current density is a value measured in the area of the second electrode as mentioned above. And, as described above with reference to FIGS. 2 and 3 , when the area ratio between the area of the second conductivity type semiconductor layer and the area of the second electrode is established, the current density may be obtained at the injection current.
그리고 실시예에 따른 반도체 소자는 반도체 소자에 주입되는 주입 전류를 변화하여 밝기를 제어하는 디스플레이에 이용될 수 있다. 이에 따라, 상기 전류 밀도 및 주입 전류로 적용되어야 반도체 소자에서 발생하는 광의 중심 파장의 변화가 저감되어 중심 파장의 시프트 현상이 개선될 수 있다.In addition, the semiconductor device according to the embodiment may be used in a display for controlling brightness by changing an injection current injected into the semiconductor device. Accordingly, only when the current density and the injection current are applied, the change in the central wavelength of light generated in the semiconductor device is reduced, so that the shift in the central wavelength can be improved.
도 5를 참조하면, 표 1과 같이 반도체 소자에 주입되는 주입 전류가 커지면 계조(Gradation)가 증가함을 나타낸다. (표 1에서는 256 계조를 기준으로 각 주입 전류에 따라 반도체 소자에서 생성된 광의 계조를 나타낸다) 그리고 앞서 설명한 바와 같이 실시예에 따른 반도체 소자는 반도체 소자에 주입되는 주입 전류를 변화하여 밝기를 제어하는 디스플레이에 이용되므로 주입 전류에 따라 256 계조를 1계조 단계로 나타낼 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 반도체 소자는 계조 조절이 단계적으로 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 반도체 소자에 주입되는 주입 전류 범위 내에서 계조가 작아질수록 중심 파장의 변화가 더 커짐을 나타낸다.Referring to FIG. 5 , as shown in Table 1, as the injection current injected into the semiconductor device increases, the gradation increases. (Table 1 shows the gradation of light generated in the semiconductor device according to each injection current based on 256 gradations) And as described above, the semiconductor device according to the embodiment controls brightness by changing the injection current injected into the semiconductor device. Since it is used in a display, 256 grayscales can be expressed as one grayscale level depending on the injected current. Accordingly, in the semiconductor device according to the embodiment, grayscale adjustment can be easily performed in stages. In addition, it indicates that the change in the central wavelength becomes larger as the gray level becomes smaller within the range of the injection current injected into the semiconductor device.
또한, 도 4에서 설명한 바와 같이 중심 파장의 변화가 일어 나므로 계조가 커짐에 따라(주입 전류 증가) 색좌표에서 Cx좌표가 T방향을 따라 커짐을 알 수 있다.Also, as described in FIG. 4 , it can be seen that the C x coordinate in the color coordinate increases along the T direction as the gray level increases (injection current increases) because the central wavelength is changed as described in FIG. 4 .
그리고 도 6을 참조하면, 반도체 소자에 주입되는 주입 전류가 커짐에 따라 생성된 광의 중심 파장은 514 nm 에서 520nm의 범위를 가지며, 파장에 따라 중심 파장의 광도를 기준으로 광도는 유사한 형태를 갖는 것으로 나타난다.And referring to FIG. 6, as the injection current injected into the semiconductor device increases, the central wavelength of the generated light ranges from 514 nm to 520 nm, and the luminous intensity based on the luminous intensity of the central wavelength according to the wavelength has a similar shape. appear.
도 7을 참조하면, 도 7a는 제2 도전형 반도체층의 면적(S1)과 제2 전극의 면적(S2) 사이의 면적이 동일한 경우에 웨이퍼 상의 복수 개의 반도체 소자에서 발생하는 저전류 불량 발생을 도시한 도면이고, 도 7b는 실시예에 따른 반도체소자에서 저전류 불량 발생을 도면이다.Referring to FIG. 7 , FIG. 7A shows a low current defect occurring in a plurality of semiconductor devices on a wafer when the area between the area S 1 of the second conductivity type semiconductor layer and the area S 2 of the second electrode is the same. It is a view showing the occurrence, and FIG. 7B is a view showing the occurrence of a low current defect in the semiconductor device according to the embodiment.
도 7a를 참조하면, 제2 도전형 반도체층의 면적과 제2 전극의 면적 사이의 면적 비가 1:1인 경우로 저전류 불량 발생이 커져, 웨이퍼 상의 복수 개의 반도체 소자의 수율이 저하될 수 있다. 도 7a과 도 7b에서 K는 웨이퍼 상 복수 개의 반도체 소자에서 저전류 불량이 발생한 부분을 나타낸다. 이러한 저전류 불량은 반도체 소자의 제조 과정 중 웨이퍼 상의 복수 개의 반도체 소자를 분리하는 공정(아이솔레이션, isolation)에서 제2 전극과 제2 도전형 반도체층이 맞닿아 배치됨에 따라 활성층과 제2 전극 간의 거리가 인접하기에 발생할 수 있다. 또한, 상기 도 2에서 설명과 같이 제1 간격 내지 제4 간격의 길이에 따라 저전류 불량이 발생할 수 있다.Referring to FIG. 7A , when the area ratio between the area of the second conductivity type semiconductor layer and the area of the second electrode is 1:1, the occurrence of low current failure increases, and the yield of a plurality of semiconductor devices on the wafer may be reduced. . In FIGS. 7A and 7B , K indicates a portion in which a low current defect occurs in a plurality of semiconductor devices on a wafer. This low current defect is caused by the distance between the active layer and the second electrode as the second electrode and the second conductivity type semiconductor layer are placed in contact with each other in the process (isolation) of separating a plurality of semiconductor devices on the wafer during the manufacturing process of the semiconductor device. may occur adjacent to Also, as described in FIG. 2 , a low current failure may occur depending on the length of the first interval to the fourth interval.
도 7b를 참조하면, 실시예에 따른 반도체 소자의 경우로 저전류 불량 발생률이 개선됨을 나타낸다.Referring to FIG. 7B , in the case of the semiconductor device according to the embodiment, it is shown that the low current failure rate is improved.
도 8을 참조하면, 반도체 소자의 크기 변경에 따라 전류 밀도에 대한 외부 양자 효율(EQE)를 나타낸다. 구체적으로, 칩 사이즈는 상대적인 비율로 55% 에서 6821%까지 변경되어 전류 밀도에 대한 외부 양자 효율을 측정하였다. 실시예에 따른 반도체 소자는 앞서 설명한 바와 같이 수 마이크로미터 내지 수백 마이크로미터의 크기일 수 있어, 반도체 소자의 동작이 수행되기 위해서 반도체 소자의 전류 밀도가 3.0A/cm2이하일 수 있다. 그리고 상기 전류 밀도 내에서 반도체 소자의 크기가 작아짐에 따라 외부 양자 효율이 감소함을 나타낸다. 이는 반도체 소자의 크기 감소로 인해 상기 전류 밀도 내에서 비발광 재결합율이 감소하기 때문일 수 있다. 다만, 반도체 소자의 크기에 따라 이러한 전류밀도는 한정되지는 않을 수 있다. Referring to FIG. 8 , external quantum efficiency (EQE) with respect to current density is shown according to a change in the size of a semiconductor device. Specifically, the chip size was changed from 55% to 6821% at a relative rate to measure the external quantum efficiency with respect to the current density. As described above, the semiconductor device according to the embodiment may have a size of several micrometers to several hundreds of micrometers, and the current density of the semiconductor device may be 3.0A/cm 2 or less in order to perform an operation of the semiconductor device. And it indicates that the external quantum efficiency decreases as the size of the semiconductor device becomes smaller within the current density. This may be because the non-luminous recombination rate within the current density decreases due to the size reduction of the semiconductor device. However, the current density may not be limited according to the size of the semiconductor device.
도 9a 내지 도 9f는 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 대한 순서도이다.9A to 9F are flowcharts illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.
도 9a를 참조하면, 성장 기판(1) 상에 반도체 구조물(120)을 성장할 수 있다.Referring to FIG. 9A , the
성장 기판(1)은 사파이어(Al2O3), GaAs, SiC, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있으나, 가시광을 투과시키는 재질이면 특별히 한정하지는 않는다.The
성장 기판(1) 상에 제1 도전형 반도체층(121)이 배치될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 반도체층(121)에 제1 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121)은 Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다.A first conductivity-
제1 도전형 반도체층(121) 상에 활성층(122)이 형성될 수 있다. 활성층(122)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(122)의 구조는 이에 한정하지 않는다. 활성층(122)은 Al을 포함할 수 있다.An
활성층(122)에 제2 도전형 반도체층(123)이 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(123)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(123)에 제2 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(123)은 Inx5Aly2Ga1-x5-y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다.A second conductivity
도 9b를 참조하면, 반도체 구조물(120)을 메사 식각할 수 있다. 메사 식각은 제1 도전형 반도체층(121)의 일부까지 이루어질 수 있다. 메사 식각의 각도는 20°내지 50°일 수 있다. 여기서, 도 1에서 설명한 제2 경사각(θ2)는 메사 식각 각도에 의해 형성되는 각도일 수 있다.Referring to FIG. 9B , the
상기 메사 식각에 의해, 제1 도전형 반도체층(121)과 활성층(122) 계면의 제2 경사각은 20°내지 50°로 형성될 수 있다.By the mesa etching, the second inclination angle of the interface between the first conductivity-
도 9c를 참조하면, 제2 전극(132)은 제2 도전형 반도체층(123) 상에 형성될 수 있다. 제2 전극(132)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되는 않는다.Referring to FIG. 9C , the
제2 전극(132)은 제2 도전형 반도체층(123) 상에 전극층을 형성하고, 마스크(미도시됨)를 이용하여 전극층을 에칭하여 형성될 수 있다. 제2 전극은 제2 도전형 반도체층의 모서리와 일정 거리 이격되도록 형성될 수 있다.The
도 9d를 참조하면, 제1 전극(131)은 식각된 제1 도전형 반도체층(121) 상에 형성될 수 있다. 제1 전극(131)은 제2 전극(132)과 마찬가지로 식각된 제1 도전형 반도체층(121) 상에 형성된 전극층을 마스크(미도시됨)를 이용하여 에칭을 통해 형성될 수 있다. 제1 전극(131)과 제2 전극(132)은 에칭을 통해 전기적으로 분리되도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극(131)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되는 않는다.Referring to FIG. 9D , the
그리고 제1 전극(131)과 제2 전극(132)는 앞서 설명한 면적비를 가지도록 형성될 수 있다. 그리고 이러한 순서에 한정되는 것은 아니며, 제2 도전형 반도체층(123) 상에 제2 전극(132)이 형성되고 에칭 이후에 메사 식각이 이루어질 수도 있다.In addition, the
도 9e를 참조하면, 반도체 소자는 에칭을 통해 기판 상에서 하나의 반도체 소자로 분리될 수 있다. 즉, 에칭을 통해 복수 개의 반도체 소자로 각각 아이솔레이션될 수 있다. 이는 앞서 언급한 아이솔레이션(isolation) 공정일 수 있다. 구체적으로, 복수 개의 반도체 소자는 성장 기판(1) 상에 형성되고, 상기 에칭을 통해 구조적으로 분리될 수 있다. 즉, 인접한 반도체 소자 사이에 이격 공간이 형성될 수 있다. 이로써, 이하 도 10a 내지 도 10e에서 설명하는 바와 같이 성장 기판(1) 상에 형성된 복수 개의 반도체 소자는 각각 LLO(Laser Lift Off) 등에 의해 전사기판 등으로 전사(transfer)될 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 10a 내지 도 10e에서 자세히 설명한다.Referring to FIG. 9E , the semiconductor device may be separated into one semiconductor device on the substrate through etching. That is, each of the plurality of semiconductor devices may be isolated through etching. This may be the aforementioned isolation process. Specifically, a plurality of semiconductor devices may be formed on the
또한, 이러한 에칭은 반도체 구조물(120), 제1 전극(131) 및 제2 전극(132) 상에 마스크층(미도시됨)을 배치하여 이루어질 수 있다. 여기서, 마스크층(마스크층)은 유기물을 포함할 수 있으며, 유기물은 SiO-2, Oxide를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니다.In addition, the etching may be performed by disposing a mask layer (not shown) on the
그리고 마스크층(미도시됨) 상에 포토 레지스트(Photo Resist) 등을 포함하는 레지스트층을 형성할 수 있다. 여기서, 레지스트층은 제작하고자 하는 반도체 소자의 크기로 마스크층 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 레지스트층은 제1 전극(131) 상에서 제2 전극(132) 상까지 형성될 수 있다. 그리고 레지스트층이 형성된 영역 이외의 마스크층(미도시됨)은 에칭이 이루어질 수 있다. 이 때, 에칭 각도에 의해 반도체 소자의 외곽면의 기울기가 조절될 수 있다. 그리고 앞서 설명한 제1 경사각(θ1)은 에칭 각도에 의해 형성되는 각도일 수 있다. 제1 경사각(θ1)은 70°내지 90°일 수 있다. 제1 경사각(θ1)이 70°보다 작은 경우에는 제2 전극(132)의 면적이 작아져 동작 전압이 상승할 수 있다. 또한, 제1 경사각(θ1)이 70°보다 작은 경우 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off, LLO)에 의하여 성장 기판(1)에서 반도체 구조물(120)을 분리할 때, 반도체 구조물(120)에 크랙이 발생하여 반도체 소자의 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다. 예컨대, 제1 경사각(θ1)이 작을수록 반도체 구조물(120) 하부의 제1 도전형 반도체층(121)은 가장자리의 두께가 점차 얇아질 수 있다. 이로 인해, 성장 기판(1)으로부터 반도체 구조물(120)이 분리되면서 제1 도전형 반도체층(121)의 가장자리에 크랙이 발생하는 문제가 존재한다. In addition, a resist layer including photoresist or the like may be formed on the mask layer (not shown). Here, the resist layer may be disposed on the mask layer in the size of a semiconductor device to be manufactured. For example, the resist layer may be formed from the
또한, 제1 경사각(θ1)은 제2 경사각(θ2)보다 클 수 있다. 그리고 에칭은 반도체 구조물(120) 하부까지 이루어질 수 있다. 이로써, 반도체 구조물(120)에서 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(122) 및 제2 도전형 반도체층(123)은 상기 에칭에 의해 동일한 식각면 및 경사각을 가질 수 있다. Also, the first inclination angle θ 1 may be greater than the second inclination angle θ 2 . In addition, the etching may be performed up to the lower portion of the
그리고 추가적인 에칭(E)이 이루어질 수 있다. 제2 전극(132)에 대한 패턴 및 에칭으로 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이 제2 전극(132)의 모서리와 제2 도전형 반도체층(123)의 모서리 사이에 소정의 이격 간격을 형성할 수 있다. 이로 인해, 앞서 설명한 바와 같이 아이솔레이션 시 제2 전극(132)이 에칭될 수 있다. 그리고 아이솔레이션 공정 시 재증착(Re deposition)이 발생하여, 에칭된 제2 전극(132)이 반도체 소자의 저전류 불량을 발생할 수 있다. 예컨대, 에칭된 제2 전극(132)가 제1 도전형 반도체층(121)과 제2 도전형 반도체층(123) 사이를 연결하도록 배치되어 전기적 쇼트를 발생시킬 수 있다.And additional etching (E) may be made. As described above with reference to FIG. 1 by patterning and etching the
도 10a 내지 10e는 실시예에 따른 반도체 소자를 디스플레이 장치로 전사하는 과정을 설명하는 순서도이다.10A to 10E are flowcharts illustrating a process of transferring a semiconductor device to a display device according to an exemplary embodiment.
도 10a 내지 도 10e를 참조하면, 일실시예에 따른 디스플레이 장치 제조 방법은 성장 기판(1) 상에 배치된 복수 개의 반도체 소자를 포함하는 반도체 소자에 선택적으로 레이저를 조사하여 기판으로부터 반도체 소자를 분리하고, 분리된 반도체 소자를 패널 기판에 배치하는 것을 포함할 수 있다. 여기서 반도체 소자는 제1 도전형 반도체층, 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 활성층, 활성층 상에 배치되는 제2 도전형 반도체층, 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제1 전극, 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극 및 반도체 구조물을 덮는 절연층을 포함할 수 있다.10A to 10E , in the method of manufacturing a display device according to an embodiment, a semiconductor device including a plurality of semiconductor devices disposed on a
먼저, 도 10a를 참조하면, 성장 기판은 앞서 도 9a 내지 도 9f에서 설명한 성장 기판(1)과 동일할 수 있다. 그리고 복수 개의 반도체 소자가 성장 기판 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 복수 개의 반도체 소자는 제1 반도체 소자(10-1), 제2 반도체 소자(10-2), 제3 반도체 소자(10-3) 및 제4 반도체 소자(10-4)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 개수에 한정되는 것은 아니며 반도체 소자는 다양한 개수를 가질 수 있다. First, referring to FIG. 10A , the growth substrate may be the same as the
도 10b를 참조하면, 복수 개의 반도체 소자(10-1, 10-2, 10-3, 10-4) 중 선택된 적어도 하나 이상의 반도체 소자를 반송 기구(210)를 이용하여 성장 기판으로 분리할 수 있다. 반송 기구(210)는 하부에 배치된 제1 접합층(211)과 반송틀(212)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 반송틀(212)은 요철구조로, 반도체 소자와 제1 접합층(211)을 용이하게 접합시킬 수 있다. 다만, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 10B , at least one semiconductor device selected from among the plurality of semiconductor devices 10 - 1 , 10 - 2 , 10 - 3 and 10 - 4 may be separated into a growth substrate using the
도 10c를 참조하면, 선택된 반도체 소자 하부에 레이저를 조사하여 선택된 반도체 소자를 성장 기판(1)으로부터 분리할 수 있다. 이 때, 반송 기구(210)는 상부로 이동하며, 반송 기구(210)의 이동을 따라 반도체 소자도 이동할 수 있다. 예컨대, 성장 기판(10)에서 제1 반도체 소자(10-1) 및 제3 반도체 소자(10-3)이 배치된 영역 하부에 레이저를 조사하여 성장 기판(10)과 제1 반도체 소자(10-1) 및 제3 반도체 소자(10-3) 사이를 분리할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 뿐만 아니라, 한번에 하나의 반도체 소자를 분리하도록 반송 기구(210)가 접합층(211)이 하나의 반도체 소자와 접합하도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 10C , the selected semiconductor device may be separated from the
예컨대, 성장 기판(10)으로부터 반도체 소자를 분리하는 방법은 특정 파장 대역의 포톤 빔을 이용한 레이저 리프트 오프(laser lift-off: LLO)이 적용될 수 있다. 이 때, 레이저 리프트 오프(laser lift-off: LLO)에 의해 반도체 소자 사이에 물리적 손상이 발생하는 것을 방지 하기 위해, 반도체 소자와 성장 기판(10) 사이에 보호층(미도시됨)이 배치될 수 있다. 다만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. For example, as a method of separating the semiconductor device from the
또한, 성장 기판(10)으로 분리되는 반도체 소자는 소정의 이격 간격을 가질 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 반도체 소자(10-1)과 제3 반도체 소자(10-3)가 성장 기판으로부터 분리되고, 제1 반도체 소자(10-1)과 제3 반도체 소자(10-3)의 이격 거리와 동일한 이격 거리를 갖는 제2 반도체 소자(10-2)와 제4 반도체 소자(10-4)가 동일한 방식으로 분리될 수 있다. 이로써, 동일한 이격 거리를 갖는 반도체 소자가 디스플레이 패널로 전사될 수 있다.In addition, the semiconductor devices separated by the
도 10d를 참조하면, 선택된 반도체 소자를 패널 기판 상에 배치할 수 있다. 예컨대, 제1 반도체 소자(10-1), 제3 반도체 소자(10-3)을 패널 기판(300) 상에 배치할 수 있다. 구체적으로, 패널 기판(300) 상에 제2 접합층(310)이 배치될 수 있으며, 제1 반도체 소자(10-1)과 제3 반도체 소자(10-3)는 제2 접합층(310) 상에 배치될 수 있다. 이에, 제1 반도체 소자(10-1)과 제3 반도체 소자(10-3)는 제2 접합층과 접할할 수 있다. 이러한 방식을 통해, 이격된 간격을 갖는 반도체 소자를 패널 기판에 배치하여 전사 공정의 효율을 개선할 수 있다. Referring to FIG. 10D , a selected semiconductor device may be disposed on a panel substrate. For example, the first semiconductor device 10 - 1 and the third semiconductor device 10 - 3 may be disposed on the
그리고 제1 접합층(211)과 선택된 반도체 소자를 분리하기 위해 레이저가 조사될 수 있다. 예컨대, 반송 기구(210) 상부로 레이저가 조사되어, 제1 접합층(211)과 선택된 반도체 소자가 물리적으로 분리될 수 있다. In addition, a laser may be irradiated to separate the
도 10c를 참조하면, 레이저 조사 이후에 반송 기구(210)를 상부로 이동하면, 제1 반도체 소자(10-1)와 제3 반도체 소자(10-3)는 반송 기구(210)로부터 분리될 수 있다. 그리고 제2 접합층(310)과 제1 반도체 소자(10-1) 및 제3 반도체 소자(10-3) 사이의 결합이 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 10C , if the
도 11는 실시예에 따른 반도체 소자가 전사된 디스플레이 장치의 개념도이다.11 is a conceptual diagram of a display device to which a semiconductor element is transferred according to an embodiment.
도 11을 참조하면, 실시예로 반도체 소자를 포함하는 디스플레이 장치는 제2 패널 기판(410), 구동 박막 트랜지스터(T2), 평탄화층(430), 공통전극(CE), 화소전극(AE) 및 반도체 소자를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11 , in an embodiment, a display device including a semiconductor device includes a
구동 박막 트랜지스터(T2)는 게이트 전극(GE), 반도체층(SCL), 오믹 컨택층(OCL), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.The driving thin film transistor T2 includes a gate electrode GE, a semiconductor layer SCL, an ohmic contact layer OCL, a source electrode SE, and a drain electrode DE.
구동 박막 트랜지스터는 구동 소자로, 반도체 소자와 전기적으로 연결되어 반도체 소자를 구동할 수 있다.The driving thin film transistor is a driving device and may be electrically connected to the semiconductor device to drive the semiconductor device.
게이트 전극(GE)은 게이트 라인과 함께 형성될 수 있다. 이러한, 게이트 전극(GE)은 게이트 절연층(440)로 덮일 수 있다.The gate electrode GE may be formed together with the gate line. The gate electrode GE may be covered with a
게이트 절연층(440)은 무기 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 이루어질 수 있다.The
반도체층(SCL)은 게이트 전극(GE)과 중첩(overlap)되도록 게이트 절연층(440) 상에 미리 설정된 패턴(또는 섬) 형태로 배치될 수 있다. 반도체층(SCL)은 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 산화물(oxide) 및 유기물(organic material) 중 어느 하나로 이루어진 반도체 물질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The semiconductor layer SCL may be disposed in the form of a preset pattern (or island) on the
오믹 컨택층(OCL)은 반도체층(SCL) 상에 미리 설정된 패턴(또는 섬) 형태로 배치될 수 있다. 오믹 컨택층(PCL)은 반도체층(SCL)과 소스/드레인 전극(SE, DE) 간의 오믹 컨택을 위한 것일 수 있다.The ohmic contact layer OCL may be disposed in a preset pattern (or island) shape on the semiconductor layer SCL. The ohmic contact layer PCL may be for ohmic contact between the semiconductor layer SCL and the source/drain electrodes SE and DE.
소스 전극(SE)은 반도체층(SCL)의 일측과 중첩되도록 오믹 컨택층(OCL)의 타측 상에 형성된다.The source electrode SE is formed on the other side of the ohmic contact layer OCL to overlap one side of the semiconductor layer SCL.
드레인 전극(DE)은 반도체층(SCL)의 타측과 중첩되면서 소스 전극(SE)과 이격되도록 오믹 컨택층(OCL)의 타측 상에 형성될 수 있다. 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)과 함께 형성될 수 있다.The drain electrode DE may be formed on the other side of the ohmic contact layer OCL to be spaced apart from the source electrode SE while overlapping the other side of the semiconductor layer SCL. The drain electrode DE may be formed together with the source electrode SE.
평탄화막은 제2 패널 기판(410) 상의 전면(全面)에 배치될 수 있다. 평탄화막의 내부에 구동 박막 트랜지스터(T2)가 배치될 수 있다. 일 예에 따른 평탄화막은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene) 또는 포토 아크릴(photo acryl)과 같은 유기 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The planarization layer may be disposed over the entire surface of the
그루브(450)는 소정의 발광 영역으로, 반도체 소자가 배치될 수 있다. 여기서, 발광 영역은 디스플레이 장치에서 회로 영역을 제외한 나머지 영역으로 정의될 수 있다.The
그루브(450)는 평탄화층(430)에서 오목하게 형성될 수 있다, 다만, 이에 한정되지 않는다.The
반도체 소자는 그루브(450)에 배치될 수 있다. 반도체 소자의 제 1 및 제 2 전극은 디스플레이 장치의 회로(미도시됨)와 연결될 수 있다. The semiconductor device may be disposed in the
반도체 소자는 접착층(420)을 통해 그루브(450)에 접착될 수 있다. 여기서, 접착층(420)은 상기 제2 접합층일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.The semiconductor device may be adhered to the
반도체 소자의 제 2 전극(132)은 화소전극(AE)을 통해 구동 박막 트랜지스터(T2)의 소스 전극(SE)에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 반도체 소자의 제1 전극(131)은 공통전극(CE)을 통해 공통 전원 라인(CL)에 연결될 수 있다.The
제 1 및 제 2 전극(131, 132)은 서로 단차질 수 있으며, 제 1 및 제 2 전극(131, 132) 중 상대적으로 낮은 위치에 있는 전극(131)은 평탄화층(430)의 상면과 동일한 수평 선상에 위치할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.The first and
화소전극(AE)은 구동 박막 트랜지스터(T2)의 소스 전극(SE)과 반도체 소자의 제2 전극을 전기적으로 연결할 수 있다.The pixel electrode AE may electrically connect the source electrode SE of the driving thin film transistor T2 and the second electrode of the semiconductor device.
공통전극(CE)은 공통 전원 라인(CL)과 반도체 소자의 제1 전극을 전기적으로 연결할 수 있다.The common electrode CE may electrically connect the common power line CL and the first electrode of the semiconductor device.
화소전극(AE)과 공통전극(CE)은 각각 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 투명 도전성 물질은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Each of the pixel electrode AE and the common electrode CE may include a transparent conductive material. The transparent conductive material may include a material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), but is not limited thereto.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 SD(Standard Definition)급 해상도(760×480), HD(High definition)급 해상도(1180×720), FHD(Full HD)급 해상도(1920×1080), UH(Ultra HD)급 해상도(3480×2160), 또는 UHD급 이상의 해상도(예: 4K(K=1000), 8K 등)으로 구현될 수 있다. 이때, 실시 예에 따른 반도체 소자는 해상도에 맞게 복수로 배열되고 연결될 수 있다.A display device according to an embodiment of the present invention includes a standard definition (SD) level resolution (760×480), a high definition (HD) level resolution (1180×720), a full HD (Full HD) level resolution (1920×1080), and UH (Ultra HD) level resolution (3480×2160), or UHD level or higher resolution (eg, 4K (K=1000), 8K, etc.) may be implemented. In this case, a plurality of semiconductor devices according to the embodiment may be arranged and connected to suit the resolution.
또한, 디스플레이 장치는 대각선 크기가 100인치 이상의 전광판이나 TV일 수 있으며, 픽셀을 발광다이오드(LED)로 구현할 수도 있다. 따라서, 전력 소비가 낮아지며 낮은 유지 비용으로 긴 수명으로 제공될 수 있고, 고휘도의 자발광 디스플레이로 제공될 수 있다.In addition, the display device may be an electric billboard or TV having a diagonal size of 100 inches or more, and the pixel may be implemented as a light emitting diode (LED). Accordingly, power consumption is reduced, and a long lifespan can be provided with a low maintenance cost, and a high-brightness self-luminous display can be provided.
실시 예는 반도체 소자를 이용하여 영상 및 이미지를 구현하므로 색순도(color purity) 및 색재현성(color reproduction)이 우수한 장점을 갖는다.Since the embodiment implements an image and an image using a semiconductor device, color purity and color reproduction are excellent.
실시 예는 직진성이 우수한 발광소자 패키지를 이용하여 영상 및 이미지를 구현하므로 선명한 100인치 이상의 대형 표시장치를 구현할 수 있다.In the embodiment, since images and images are implemented using a light emitting device package having excellent straightness, a large display device of 100 inches or more can be implemented with clarity.
실시 예는 저비용으로 고해상도의 100인치 이상의 대형 표시장치를 구현할 수 있다.The embodiment may implement a high-resolution, 100-inch or larger large display device at a low cost.
실시 예에 따른 반도체 소자는 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등의 광학 부재를 더 포함하여 이루어져 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또한, 실시 예의 반도체 소자는 디스플레이 장치, 조명 장치, 지시 장치에 더 적용될 수 있다.The semiconductor device according to the embodiment may further include an optical member such as a light guide plate, a prism sheet, and a diffusion sheet to function as a backlight unit. In addition, the semiconductor device of the embodiment may be further applied to a display device, a lighting device, and a pointing device.
이 때, 디스플레이 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 광학 시트, 디스플레이 패널, 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.In this case, the display device may include a bottom cover, a reflector, a light emitting module, a light guide plate, an optical sheet, a display panel, an image signal output circuit, and a color filter. The bottom cover, the reflector, the light emitting module, the light guide plate, and the optical sheet may form a backlight unit.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출한다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치된다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치된다. The reflector is disposed on the bottom cover, and the light emitting module emits light. The light guide plate is disposed in front of the reflection plate to guide light emitted from the light emitting module to the front, and the optical sheet includes a prism sheet and the like, and is disposed in front of the light guide plate. A display panel is disposed in front of the optical sheet, an image signal output circuit supplies an image signal to the display panel, and a color filter is disposed in front of the display panel.
그리고, 조명 장치는 기판과 실시 예의 반도체 소자를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열부 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 더욱이 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등을 포함할 수 있다.In addition, the lighting device may include a light source module including a substrate and the semiconductor device of the embodiment, a heat dissipation unit for dissipating heat of the light source module, and a power supply unit for processing or converting an electrical signal received from the outside and providing it to the light source module. . Furthermore, the lighting device may include a lamp, a head lamp, or a street lamp.
또한, 이동 단말의 카메라 플래시는 실시 예의 반도체 소자를 포함하는 광원 모듈을 포함할 수 있다. In addition, the camera flash of the mobile terminal may include a light source module including the semiconductor device of the embodiment.
도 12는 도 1의 변형예이다.12 is a modification of FIG. 1 .
도 12를 참조하면, 변형예에 따른 반도체 소자(10') 는 도 1에서 설명한 반도체 소자의 구성과 동일하게 적용될 수 있다.Referring to FIG. 12 , the
다만, 절연층이 제1 전극(131)에서 제2-1 방향(Y1축 방향) 상에 배치되지 않고, 노출될 수 있다. 그리고 제1 전극(131)의 노출된 상면의 면적(O2)은 도 1에서 제1 전극의 노출된 상면의 면적(O1)와 동일할 수 있다. 또한, 절연층(141)은 도 1의 반도체 소자보다 제1 전극(131)의 상면에서 제2-2 방향(Y2축 방향)의 가장자리에서 제2-1 방향(Y1축 방향)으로 길게 연장되도록 형성될 수 있다.However, the insulating layer may be exposed without being disposed in the 2-1 direction (the Y 1 axis direction) in the
도 13는 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이다.13 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to another exemplary embodiment.
도 13을 참조하면, 다른 실시예에 따른 반도체 소자(200)는 예컨대 적색 광을 생성하는 반도체 소자일 수 있다. 이에, 이하에서 설명하는 각 층의 구조는 도 1과 상이할 수 있으나, 두께에 대한 X축 방향 및 Y축 방향은 동일하게 적용한다. 또한, 앞서 설명한 제2 도전형 반도체층의 제1-1 방향(X1축 방향)으로 외곽면의 면적과 제2 전극의 제1-2 방향(X2축 방향)으로 외곽면의 면적비는 동일하게 적용될 수 있다.Referring to FIG. 13 , a
반도체 소자(200)는 희생층(220), 희생층(220) 상에 배치되는 결합층(230), 제1 도전형 반도체층(241), 제2-2 도전형 반도체층(244b) 및 제1 도전형 반도체층(241)과 제2-2 도전형 반도체층(244b) 사이에 배치되는 활성층(243)을 포함하고 결합층(230) 상에 배치되는 반도체 구조물(240), 제1 도전형 반도체층(241)과 연결되는 제1 전극(251), 제2-2 도전형 반도체층(244b)과 연결되는 제2 전극(252)을 포함할 수 있다.The
희생층(220)은 기판(미도시됨) 상에 배치될 수 있다. 희생층(220)은 반도체 장치를 디스플레이 장치로 전사하면서 제거될 수 있다. 예컨대, 반도체 장치가 디스플레이 장치로 전사되는 경우 희생층(220)은 전사 시 조사되는 레이저에 의해 분리될 수 있다. 이 때, 희생층(220)은 조사된 레이저의 파장에서 분리되도록 형성될 수 있다. 또한, 레이저의 파장은 532㎚ 또는 1064㎚일 수 있다.The
희생층(220)은 산화물(oxide) 또는 질화물(nitride)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.희생층(220)은 SOG 박막(Spin on Glass)인 경우, 실리케이트 또는 실릭산 타입일 수 있다. 희생층(220)은 SOD(Spin On Dielectrics) 박막인 경우, silicate, siloxane, methyl silsequioxane(MSQ), hydrogen silsequioxane(HSQ), MQS + HSQ, perhydrosilazane(TCPS) 또는 polysilazane, ITO, Ti를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The
희생층(220)은 E-빔 증착법(E-beam evaporator), 열 증착법(thermal evaporator), MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering) 및 PLD(Pulsed Laser Deposition)법으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
결합층(230)은 희생층(220) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 희생층(220) 하부에 배치될 수도 있다. 결합층(230)은 Si, C, O, N 및 H 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 예컨대 결합층(230)은 레진, SiO2를 포함할 수 있다.The
희생층(220)과 결합층(230)은 앞서 설명한 바와 같이 전사를 위한 층이며, 높은 파장의 레이저를 조사하여 레이저 리프트 오프(LLO, Laser Lift Off)를 수행하여 반도체 소자를 디스플레이 패널로 전사하는 경우에 제거될 수도 있다.As described above, the
결합층(230)의 두께(d7)는 1.8㎛ 내지 2.2㎛일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 두께는 Y축 방향의 길이일 수 있다.The thickness d7 of the
반도체 구조물(240)은 결합층(230) 상에 배치될 수 있다.The
반도체 구조물(240)은 제1 도전형 반도체층(241), 제2-2 도전형 반도체층(244b) 및 제1 도전형 반도체층(241)과 제2-2 도전형 반도체층(244b) 사이에 배치되는 활성층(243)을 포함할 수 있다.The
제1 도전형 반도체층(241)은 결합층(230) 상에 배치될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(241)의 두께(d8)는 1.8㎛ 내지 2.2㎛일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The first conductivity-
제1 도전형 반도체층(241)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 InxAlyGa1-x-yP (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 또는 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다.The first conductivity-
그리고, 제1 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제1 도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제1 도펀트가 도핑된 제1 도전형 반도체층(241)은 n형 반도체층일 수 있다.In addition, the first dopant may be an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, or Te. When the first dopant is an n-type dopant, the first conductivity-
제1 도전형 반도체층(241)은 AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. The first conductivity
제1 도전형 반도체층(241)은 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시 (MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The first conductivity
제1 도전형 반도체층(241) 상에 제1 전극(251)이 배치될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(241)은 제1 전극(251)과 전기적으로 연결될 수 있다.A
제1 전극(251)은 제1 도전형 반도체층(241) 상면의 일부분에 배치될 수 있다. 제1 전극(251)은 제2 전극(252)보다 하부에 배치될 수 있다.The
제1 전극(251)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되는 않는다. The
제1 전극(251)은 스터퍼링, 코팅, 증착 등과 같이 통상적으로 사용되는 전극 형성 방법이 모두 적용될 수 있다. For the
제1 클래드층(242)은 제1 도전형 반도체층(241) 상에 배치될 수 있다. 제1 클래드층(242)은 제1 도전형 반도체층(241)과 활성층(243) 사이에 배치될 수 있다. 제1 클래드층(242)은 복수 개의 층을 포함할 수 있다. 제1 클래드층(242)은 AlInP 계열층/AlInGaP 계열층을 포함할 수 있다. The first
제1 클래드층(242)의 두께(d9)는 0.45㎛ 내지 0.55㎛일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.A thickness d9 of the
활성층(243)은 제1 클래드층(242) 상에 배치될 수 있다. 활성층(243)은 제1 도전형 반도체층(241)과 제2-2 도전형 반도체층(244b) 사이에 배치될 수 있다. 활성층(243)은 제1 도전형 반도체층(241)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2-1 도전형 반도체층(244a)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(243)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 자외선 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.The
활성층(243)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quant㎛ Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(243)의 구조는 이에 한정하지 않는다.The
활성층(243)은 GaInP/AlGaInP, GaP/AlGaP, InGaP/AlGaP, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs,InGaAs/AlGaAs 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. The
활성층(243)의 두께(d10)는 0.54㎛ 내지 0.66㎛일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The thickness d10 of the
제1 클래드층(242)에서 전자가 냉각되어 활성층(243)은 더 많은 발광재결합(Radiation Recombination)을 발생시킬 수 있다.As electrons are cooled in the
제2 도전형 반도체층(244)은 활성층(243) 상에 배치될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(244)은 제2-1 도전형 반도체층(244a)과 제2-2 도전형 반도체층(244b)을 포함할 수 있다.The second conductivity
제2-1 도전형 반도체층(244a)은 활성층(243) 상에 배치될 수 있다. 제2-2 도전형 반도체층(244b)은 제2-1 도전형 반도체층(244a) 상에 배치될 수 있다.The 2-1-th conductivity type semiconductor layer 244a may be disposed on the
제2-1 도전형 반도체층(244a)은 TSBR, P-AllnP를 포함할 수 있다. 제2-1 도전형 반도체층(244a)의 두께(d11)는 0.57㎛ 내지 0.70㎛일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The 2-1-th conductivity type semiconductor layer 244a may include TSBR and P-AllnP. The thickness d11 of the 2-1 conductivity-type semiconductor layer 244a may be 0.57 μm to 0.70 μm. However, the present invention is not limited thereto.
제2-1 도전형 반도체층(244a)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 제2-1 도전형 반도체층(244a)에 제2 도펀트가 도핑될 수 있다. The 2-1-th conductivity type semiconductor layer 244a may be implemented with a compound semiconductor of group III-V, group II-VI, or the like. A second dopant may be doped into the 2-1-th conductivity type semiconductor layer 244a.
제2-1 도전형 반도체층(244a)은 InxAlyGa1-x-yP (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 또는 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(244)이 p형 반도체층인 경우, p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.The 2-1-th conductivity type semiconductor layer 244a is InxAlyGa1-x-yP (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) or InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1) , 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) may include a semiconductor material having a composition formula. When the second conductivity-
제2-1 도전형 반도체층(244a)은 제2 도펀트가 도핑된 제2-1 도전형 반도체층(244a)은 p형 반도체층일 수 있다.The 2-1-th conductivity-type semiconductor layer 244a is doped with a second dopant, and the 2-1-th conductivity-type semiconductor layer 244a may be a p-type semiconductor layer.
제2-2 도전형 반도체층(244b)은 제2-1 도전형 반도체층(244a) 상에 배치될 수 있다. 제2-2 도전형 반도체층(244b)은 p형 GaP 계열층을 포함할 수 있다.The 2-2 conductivity
제2-2 도전형 반도체층(244b)은 GaP층/InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)의 초격자구조를 포함할 수 있다.The 2-2 conductivity
예를 들어, 제2-2 도전형 반도체층(244b)에는 약 10X10-18 농도의 Mg이 도핑될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the 2-2 conductivity
또한, 제2-2 도전형 반도체층(244b)은 복수의 층으로 이루어져 일부 층에만 Mg이 도핑될 수도 있다.In addition, the 2-2 conductivity
제2-2 도전형 반도체층(244b)의 두께(d12)는 0.9㎛ 내지 1.1㎛일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The thickness d12 of the second-second conductivity
제2 전극(252)은 제2-2 도전형 반도체층(244b) 상에 배치될 수 있다. 제2 전극(252)은 제2-2 도전형 반도체층(244b)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
제2 전극(252)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되는 않는다. The
제2 전극(252)은 스터퍼링, 코팅, 증착 등과 같이 통상적으로 사용되는 전극 형성 방법이 모두 적용될 수 있다. For the
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the embodiment has been mainly described, but this is only an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are not exemplified above in the range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be implemented by modification. And differences related to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
Claims (8)
상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층;
상기 활성층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및
상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하며,
상기 제2 도전형 반도체층 상면과 상기 제2 전극 하면의 면적비는 1:0.39 내지 1:0.86이고,
상기 제2 전극 하면의 가장자리는 상기 제2 도전형 반도체층 상면의 가장자리로부터 1㎛ 내지 3㎛ 이격 배치되고,
상기 제1 도전형 반도체층 상면의 면적과 상기 활성층 하부의 면적비는 1:0.5 내지 1:0.85인 반도체 소자.
a first conductivity type semiconductor layer;
an active layer disposed on the first conductivity-type semiconductor layer;
a second conductivity-type semiconductor layer disposed on the active layer;
a first electrode electrically connected to the first conductivity-type semiconductor layer; and
a second electrode electrically connected to the second conductivity-type semiconductor layer; and
The area ratio of the upper surface of the second conductivity type semiconductor layer and the lower surface of the second electrode is 1:0.39 to 1:0.86,
The edge of the lower surface of the second electrode is disposed 1㎛ to 3㎛ spaced apart from the edge of the upper surface of the second conductivity type semiconductor layer,
A ratio of an area of an upper surface of the first conductivity-type semiconductor layer to an area of a lower portion of the active layer is in a range of 1:0.5 to 1:0.85.
상기 활성층 상면의 면적과 상기 제2 전극 하면의 면적비는 1:0.4 내지 1:0.67인 반도체 소자.
According to claim 1,
The ratio of the area of the upper surface of the active layer to the area of the lower surface of the second electrode is 1:0.4 to 1:0.67.
상기 제1 도전형 반도체층 하면의 면적은 800㎛2 내지 1200㎛2인 반도체 소자.
According to claim 1,
The area of the lower surface of the first conductivity type semiconductor layer is 800㎛ 2 to 1200㎛ 2 A semiconductor device.
상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 절연층을 더 포함하고,
상기 절연층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 상면에 일부 배치되는 반도체 소자.
According to claim 1,
Further comprising an insulating layer disposed on the first conductivity-type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity-type semiconductor layer,
The insulating layer is partially disposed on upper surfaces of the first electrode and the second electrode.
상기 반도체 소자를 수용하는 케이스를 포함하고,
상기 반도체 소자는,
제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층;
상기 활성층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및
상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하며,
상기 제2 도전형 반도체층 상면과 상기 제2 전극 하면의 면적비는 1:0.39 내지 1:0.86이고,
상기 제2 전극 하면의 가장자리는 상기 제2 도전형 반도체층 상면의 가장자리로부터 1㎛ 내지 3㎛ 이격 배치되고,
상기 제1 도전형 반도체층 상면의 면적과 상기 활성층 하부의 면적비는 1:0.5 내지 1:0.85인 전자 디바이스.semiconductor devices; and
and a case for accommodating the semiconductor device,
The semiconductor device is
a first conductivity type semiconductor layer;
an active layer disposed on the first conductivity-type semiconductor layer;
a second conductivity-type semiconductor layer disposed on the active layer;
a first electrode electrically connected to the first conductivity-type semiconductor layer; and
a second electrode electrically connected to the second conductivity-type semiconductor layer; and
The area ratio of the upper surface of the second conductivity type semiconductor layer and the lower surface of the second electrode is 1:0.39 to 1:0.86,
The edge of the lower surface of the second electrode is disposed 1㎛ to 3㎛ spaced apart from the edge of the upper surface of the second conductivity-type semiconductor layer,
The ratio of the area of the upper surface of the first conductivity type semiconductor layer to the area of the lower surface of the active layer is in a range of 1:0.5 to 1:0.85.
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