KR102432225B1 - Light emitting diode, and light system having the same - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 발광소자는 제1도전형 반도체층과, 상기 제1도전형 반도체층 상에 InGaN 조성의 다수개의 양자우물과 양자벽을 포함하는 활성층과, 상기 활성층 상에 제2도전형 반도체층을 포함하고, 상기 양자우물은 제1양자우물과 상기 제1양자우물보다 인듐 조성비가 높은 제2양자우물이 교대로 배치된다. A light emitting device according to an embodiment includes a first conductivity type semiconductor layer, an active layer including a plurality of quantum wells and quantum walls of an InGaN composition on the first conductivity type semiconductor layer, and a second conductivity type semiconductor layer on the active layer Including, in the quantum well, a first quantum well and a second quantum well having a higher indium composition ratio than the first quantum well are alternately arranged.
Description
실시예는 발광소자 및 이를 포함하는 조명시스템에 관한 것으로, 특히 서로 다른 인듐 조성비를 가진 다수개의 양자우물을 포함하는 발광소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The embodiment relates to a light emitting device and a lighting system including the same, and more particularly, to a light emitting device including a plurality of quantum wells having different indium composition ratios and a method of manufacturing the same.
발광소자(light emitting diode)는 전기에너지가 빛에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로서, 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 생성될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.A light emitting diode is a p-n junction diode with a characteristic of converting electrical energy into light energy, and can be made of compound semiconductors such as Group III and Group V on the periodic table, and realizes various colors by adjusting the composition ratio of the compound semiconductor. This is possible.
발광소자는 순방향전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공이 결합하여 전도대(conduction band)와 가전대(valance band)의 에너지 갭에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하고, 상기 에너지가 빛으로 발산되면 발광소자가 된다.When a forward voltage is applied, the electrons of the n-layer and the holes of the p-layer combine to emit energy corresponding to the energy gap between the conduction band and the valance band, and the energy is emitted as light. It becomes a light emitting device.
질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(blue) 발광소자, 녹색(green) 발광소자, 및 자외선(UV) 발광소자는 상용화되어 널리 사용되고 있다.Nitride semiconductors are receiving great attention in the field of developing optical devices and high-power electronic devices due to their high thermal stability and wide bandgap energy. In particular, a blue light emitting device, a green light emitting device, and an ultraviolet (UV) light emitting device using a nitride semiconductor have been commercialized and widely used.
한편, 빛이 발산되는 활성층은 양자우물과 양자벽이 교대로 배치되나, 양자우물과 양자벽 간의 격자 불일치(lattice mismatch)로 인해 고품위 박막을 얻기 어려운 문제가 있으며, 랜덤한 위치에 인듐이 집중되어 캐리어가 구속되는 문제가 있다. On the other hand, in the active layer from which light is emitted, quantum wells and quantum walls are alternately arranged, but there is a problem in that it is difficult to obtain high-quality thin films due to lattice mismatch between quantum wells and quantum walls, and indium is concentrated in random positions. There is a problem that the carrier is constrained.
실시예는 서로 다른 인듐 조성비를 가진 다수개의 양자우물을 배치하여 캐리어 구속 효율이 향상된 발광소자, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.An embodiment is to provide a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting system with improved carrier confinement efficiency by disposing a plurality of quantum wells having different indium composition ratios.
실시예에 따른 발광소자는 제1도전형 반도체층과, 상기 제1도전형 반도체층 상에 InGaN 조성의 다수개의 양자우물과 양자벽을 포함하는 활성층과, 상기 활성층 상에 제2도전형 반도체층을 포함하고, 상기 양자우물은 제1양자우물과 상기 제1양자우물보다 인듐 조성비가 높은 제2양자우물이 교대로 배치된다. A light emitting device according to an embodiment includes a first conductivity type semiconductor layer, an active layer including a plurality of quantum wells and quantum walls of an InGaN composition on the first conductivity type semiconductor layer, and a second conductivity type semiconductor layer on the active layer Including, in the quantum well, a first quantum well and a second quantum well having a higher indium composition ratio than the first quantum well are alternately arranged.
실시예는 서로 다른 인듐 조성비를 가진 다수개의 양자우물을 배치하여 캐리어 구속(Carrier Confinement) 효율을 높여 광효율을 향상시키는 효과가 있다.The embodiment has an effect of improving light efficiency by increasing carrier confinement efficiency by arranging a plurality of quantum wells having different indium composition ratios.
실시예는 인듐 조성비가 높은 양자우물에 캐리어 구속 효율을 높여 랜덤한 위치에 캐리어가 구속되는 문제를 해결하는 효과가 있다.The embodiment has an effect of solving the problem of confinement of carriers at random positions by increasing carrier confinement efficiency in a quantum well having a high indium composition ratio.
실시예는 양자우물과 양자벽을 교대로 배치되어 생기는 스트레스를 완화시키는 효과가 있다. The embodiment has an effect of relieving stress caused by alternately disposing the quantum well and the quantum wall.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 밴드갭 다이어그램이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 발광소자의 밴드갭 다이어그램이다.
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 밴드갭 에너지를 나타내는 도면이다.
도 5는 종래기술에 따른 발광소자의 발광 강도 예시도이고, 도 6은 실시예에 따른 발광소자의 발광 강도 예시도이다.
도 7은 종래기술에 따른 발광소자의 발광 강도 예시도이고, 도 8은 실시예에 따른 발광소자의 발광 강도 예시도이다.
도 9는 종래기술에 따른 발광소자의 전위 영역 예시도이고, 도 10은 실시예에 따른 발광소자의 전위 영역 예시도이다.
도 11은 종래기술에 따른 발광소자의 홀 집중도 예시도이고, 도 12는 실시예에 따른 발광소자의 홀 집중도 예시도이다.
도 13은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 14와 도 15는 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 조명 시스템의 실시예들을 나타낸 분해 사시도이다.1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment.
2 is a bandgap diagram of a light emitting device according to an embodiment.
3 is a bandgap diagram of a light emitting device according to another exemplary embodiment.
4 is a diagram illustrating bandgap energy of a light emitting device according to an embodiment.
5 is an exemplary diagram of the light emitting intensity of the light emitting device according to the prior art, and FIG. 6 is an exemplary view of the light emission intensity of the light emitting device according to the embodiment.
7 is an exemplary view of the light emitting intensity of the light emitting device according to the prior art, and FIG. 8 is an exemplary view of the light emission intensity of the light emitting device according to the embodiment.
9 is an exemplary diagram of a potential region of a light emitting device according to the prior art, and FIG. 10 is an exemplary diagram of a potential region of a light emitting device according to the embodiment.
11 is an exemplary view of hole concentration of a light emitting device according to the prior art, and FIG. 12 is an exemplary view of hole concentration of a light emitting device according to the embodiment.
13 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to an embodiment.
14 and 15 are exploded perspective views illustrating embodiments of a lighting system including a light emitting device according to an embodiment.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of embodiments, each layer (film), region, pattern or structure is “on/over” or “under” the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. In the case of being described as being formed on, “on/over” and “under” include both “directly” or “indirectly” formed through another layer. do. In addition, the reference for the upper / upper or lower of each layer will be described with reference to the drawings.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(100)는 기판(103), 기판(103) 상에 버퍼층(105), 버퍼층(105) 상에 제1도전형 반도체층(112), 제1도전형 반도체층(112) 상에 활성층(114), 활성층(114) 상에 제2도전형 반도체층(116), 제2도전형 반도체층(116) 상에 투광성 전극(120), 제1도전형 반도체층(112) 상에 제1전극(131)과 투광성 전극(120) 상에 제2전극(132)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the light emitting device 100 according to the embodiment includes a
활성층(114)은 제1도전형 반도체층(112)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2도전형 반도체층(116)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 활성층(114)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 활성층(114)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the
활성층(114)은 다수개의 양자우물, 양자벽을 포함할 수 있다. 예컨대, 활성층(114)은 제1도전형 반도체층(112) 상에 제1양자벽(114B1)과 제2양자벽(114B2)을 포함하는 양자벽(114B)과, 제1양자벽(114B1)과 제2양자벽(114B2) 사이에 배치되는 양자우물(114W)을 포함할 수 있다.The
실시예는 양자우물(114W1) 내의 특정 영역에 인듐의 농도를 조절하여 랜덤한 위치에 인듐이 집중되어 캐리어가 구속되지 않고 상기 특정 영역에서 캐리어가 구속되어 발광 효율이 향상될 수 있다. In the embodiment, by controlling the concentration of indium in a specific region in the quantum well 114W1, indium is concentrated in a random position so that carriers are not constrained in the specific region, so that luminous efficiency can be improved.
기판(103)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 예컨대, 기판(103)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 기판(103) 위에는 요철 구조가 형성될 수 있고, 상기 요철 구조의 단면은 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
이때, 기판(103) 위에는 버퍼층(105)이 형성될 수 있다. 버퍼층(105)은 이후 형성되는 발광구조물의 재료와 기판(103)의 격자 부정합을 완화시켜 줄 수 있으며, 버퍼층의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.In this case, the
제1도전형 반도체층(112)은 버퍼층(105) 상에 배치될 수 있다. 제1도전형 반도체층(112)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 화합물 반도체로 구현되며, 제1도전형 반도체층(112)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 제1도전형 반도체층(112a)은 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함하는 층들의 적층 구조를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(112)은 n형 반도체층이며, 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함한다. 제1도전형 반도체층(112) 상에는 전극이 더 배치될 수 있다.The first conductivity
제1도전형 반도체층(112)은 매립형 산화물층(140) 상에 배치될 수 있다.제1도전형 반도체층(112)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 화합물 반도체로 구현되며, 제1도전형 반도체층(112)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 제1도전형 반도체층(112)은 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함하는 층들의 적층 구조를 포함할 수 있다. 제1도전형 반도체층(112)은 n형 반도체층이며, 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함한다. 제1도전형 반도체층(112) 상에는 전극이 더 배치될 수 있다. The first conductivity
제2도전형 반도체층(116)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 제2도전형 반도체층(116)은, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 제2도전형 반도체층(116)이 p형 반도체층이고, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다. The second conductivity
제2도전형 반도체층(116)은 초격자 구조를 포함할 수 있으며, 상기 초격자 구조는 InGaN/GaN 초격자 구조 또는 AlGaN/GaN 초격자 구조를 포함할 수 있다. 제2도전형 반도체층(116)의 초격자 구조는 비 정상적으로 전압에 포함된 전류를 확산시켜 주어, 활성층을 보호할 수 있다.The second
투광성 전극(120)은 제2도전형 반도체층(116)의 상면에 배치될 수 있다. 이를 통해 투광성 전극(120)은 발광구조물(110)과 제2전극(132)을 전기적으로 연결할 수 있다. The light-transmitting
제1전극(131)은 제1도전형 반도체층(112a) 상에 배치될 수 있다. 제1전극(131)은 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo, Ti/Au/Ti/Pt/Au, Ni/Au/Ti/Pt/Au, Cr/Al/Ni/Cu/Ni/Au 등에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The
제2전극(132)은 투광성 전극(120) 상에 배치될 수 있고, 외부 전원에 연결되어 발광구조물(110)에 전원을 제공할 수 있다. 제2전극(132)은 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo, Ti/Au/Ti/Pt/Au, Ni/Au/Ti/Pt/Au, Cr/Al/Ni/Cu/Ni/Au 등에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 밴드갭 다이어그램이다.2 is a bandgap diagram of a light emitting device according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 활성층(114)은 다수개의 양자우물과 양자벽을 포함할 수 있다. 예컨대, 활성층(114)은 제1도전형 반도체층(112) 상에 제1양자벽(114B1)과 제2양자벽(114B2)을 포함하는 양자벽(114B)과, 제1양자벽(114B1)과 제2양자벽(114B2) 사이에 배치되는 양자우물(114W)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
양자우물(114W)은 인듐(In)의 농도가 서로 다른 제1양자우물(114W1)과 제2양자우물(114W2)을 포함할 수 있고, 제1양자우물(114W1)과 제2양자우물(114W2)은 교대로 배치될 수 있다.The
제2양자우물(114W2)의 인듐(In) 조성비는 제1양자우물(114W1)의 인듐 조성비의 2배일 수 있다. 제1양자우물(114W1)의 폭은 3nm 이상 3.5nm 이하일 수 있고, 제2양자우물(114W2)의 폭은 0.1nm 이상 3nm 이하일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 제1양자우물(114W1)의 인듐 조성비는 10%이고, 제2양자우물(114W2)의 인듐 조성비는 20%일 수 있다. The indium (In) composition ratio of the second quantum well 114W2 may be twice that of the indium (In) composition ratio of the first quantum well 114W1. The width of the first quantum well 114W1 may be 3 nm or more and 3.5 nm or less, and the width of the second quantum well 114W2 may be 0.1 nm or more and 3 nm or less, but is not limited thereto. The indium composition ratio of the first quantum well 114W1 may be 10%, and the indium composition ratio of the second quantum well 114W2 may be 20%.
즉, 양자우물(114W1) 내의 제2양자우물(114W2)에서 캐리어 구속(carrier confinement)을 도와 제2양자우물(114W2)에서 캐리어의 존재 확률을 높이고 발광 재결합(radiateve recombination)을 촉진하여 발광 효율을 개선할 수 있다.That is, it helps carrier confinement in the second quantum well 114W2 in the quantum well 114W1, increases the probability of carriers in the second quantum well 114W2, and promotes radiate recombination to increase luminous efficiency. can be improved
도 3은 다른 실시예에 따른 발광소자의 밴드갭 다이어그램이다.3 is a bandgap diagram of a light emitting device according to another exemplary embodiment.
도 3을 참조하면, 활성층(114)은 다수개의 양자우물과 양자벽을 포함할 수 있다. 예컨대, 활성층(114)은 제1도전형 반도체층(112) 상에 제1양자벽(114B1)과 제2양자벽(114B2)을 포함하는 양자벽(114B)과, 제1양자벽(114B1)과 제2양자벽(114B2) 사이에 배치되는 양자우물(114W)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
양자우물(114W)은 인듐(In)의 농도가 서로 다른 제1양자우물(114W1), 제2양자우물(114W2), 및 제3양자우물(114W3)을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 제1양자우물(114W1), 제2양자우물(114W2), 제3양자우물(114W3)은 교대로 배치될 수 있다.The
제2양자우물(114W2)의 인듐(In) 조성비는 제1양자우물(114W1)의 인듐 조성비의 2배일 수 있다. 제1양자우물(114W1)의 폭은 3nm 이상 3.5nm 이하일 수 있고, 제2양자우물(114W2)의 폭은 0.1nm 이상 3nm 이하일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 제1양자우물(114W1)의 인듐 조성비는 10%이고, 제2양자우물(114W2)의 인듐 조성비는 20%일 수 있다.The indium (In) composition ratio of the second quantum well 114W2 may be twice that of the indium (In) composition ratio of the first quantum well 114W1. The width of the first quantum well 114W1 may be 3 nm or more and 3.5 nm or less, and the width of the second quantum well 114W2 may be 0.1 nm or more and 3 nm or less, but is not limited thereto. The indium composition ratio of the first quantum well 114W1 may be 10%, and the indium composition ratio of the second quantum well 114W2 may be 20%.
제3양자우물(114W3)의 인듐(In) 조성비는 제1양자우물(114W1)의 인듐 조성비의 1.5배일 수 있다. 제3양자우물(114W3)의 폭은 0.1nm 이상 3nm 이하일 수 있고, 제3양자우물(114W3)의 인듐 조성비는 15%일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다. The indium (In) composition ratio of the third quantum well 114W3 may be 1.5 times the indium composition ratio of the first quantum well 114W1. The width of the third quantum well 114W3 may be 0.1 nm or more and 3 nm or less, and the indium composition ratio of the third quantum well 114W3 may be 15%, but is not limited thereto.
즉, 양자우물(114W)내의 제2양자우물(114W2) 및 제3양자우물(114W3)에서 캐리어 구속(carrier confinement)을 도와 제2양자우물(114W2) 및 제3양자우물(114W3)에서 캐리어의 존재 확률을 높이고 발광 재결합(radiateve recombination)을 촉진하여 발광 효율을 개선할 수 있다.That is, the second quantum well 114W2 and the third quantum well 114W3 in the quantum well 114W help carrier confinement, so that the carrier in the second quantum well 114W2 and the third quantum well 114W3 is It is possible to improve the luminous efficiency by increasing the probability of existence and promoting radiate recombination.
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 밴드갭 에너지를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating bandgap energy of a light emitting device according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 도 2의 실시예에 따른 발광소자의 위치에 따른 밴드갭 에너지를 나타낸 것으로, 240nm 내지 260nm 영역의 밴드갭 에너지가 인듐의 조성비에 기초하여 증가하는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 4 , the bandgap energy according to the position of the light emitting device according to the embodiment of FIG. 2 is shown, and it can be seen that the bandgap energy in the region of 240 nm to 260 nm increases based on the composition ratio of indium.
도 5는 종래기술에 따른 발광소자의 발광 강도 예시도이고, 도 6은 실시예에 따른 발광소자의 발광 강도 예시도이다. FIG. 5 is an exemplary view of light emission intensity of a light emitting device according to the related art, and FIG. 6 is an exemplary view of light emission intensity of a light emitting device according to the embodiment.
도 5와 도 6을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자는 서로 다른 인듐 조성비를 가진 다수개의 양자우물을 배치하여 에너지가 3(eV)일 때, 종래기술(도 5)은 발광 강도가 7.00E21이고, 실시예(도 6)는 발광 강도가 1.10E22로서, 발광 강도가 1.5배 이상 개선되는 것을 알 수 있다.5 and 6, in the light emitting device according to the embodiment, when a plurality of quantum wells having different indium composition ratios are disposed and the energy is 3 (eV), the prior art (FIG. 5) has a light emission intensity of 7.00E21 , and in Example (FIG. 6), the light emission intensity is 1.10E22, indicating that the light emission intensity is improved by 1.5 times or more.
도 7은 종래기술에 따른 발광소자의 발광 강도 예시도이고, 도 8은 실시예에 따른 발광소자의 발광 강도 예시도이다.7 is an exemplary view of the light emitting intensity of the light emitting device according to the prior art, and FIG. 8 is an exemplary view of the light emission intensity of the light emitting device according to the embodiment.
도 7과 도 8을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자는 실시예에 따른 발광소자는 서로 다른 인듐 조성비를 가진 다수개의 양자우물을 배치하여, 파장이 415(nm)일 때, 종래기술(도 7)은 발광 강도가 5.60E19이고, 실시예(도 8)는 발광 강도가 8.50E19로서, 발광 강도가 1.5배 이상 개선되는 것을 알 수 있다.7 and 8, in the light emitting device according to the embodiment, the light emitting device according to the embodiment arranges a plurality of quantum wells having different indium composition ratios, and when the wavelength is 415 (nm), the prior art (Fig. 7) has an emission intensity of 5.60E19, and in Example (FIG. 8), the emission intensity is 8.50E19, indicating that the emission intensity is improved by 1.5 times or more.
도 9는 종래기술에 따른 발광소자의 전위 영역 예시도이고, 도 10은 실시예에 따른 발광소자의 전위 영역 예시도이다.9 is an exemplary diagram of a potential region of a light emitting device according to the prior art, and FIG. 10 is an exemplary diagram of a potential region of a light emitting device according to the embodiment.
도 9와 도 10을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자는 서로 다른 인듐 조성비를 가진 다수개의 양자우물을 배치하여, 240nm 내지 260nm 영역의 전위 영역이 부분적으로 증가하는 것을 알 수 있다.9 and 10 , it can be seen that in the light emitting device according to the embodiment, a plurality of quantum wells having different indium composition ratios are disposed, so that the potential region in the 240 nm to 260 nm region is partially increased.
도 11은 종래기술에 따른 발광소자의 홀 집중도 예시도이고, 도 12는 실시예에 따른 발광소자의 홀 집중도 예시도이다.11 is an exemplary view of hole concentration of a light emitting device according to the prior art, and FIG. 12 is an exemplary view of hole concentration of a light emitting device according to the embodiment.
도 11과 도 12를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자는 실시예에 따른 발광소자는 서로 다른 인듐 조성비를 가진 다수개의 양자우물을 배치하여, 240nm 내지 260nm 영역에서 홀 집중도가 향상되는 것을 알 수 있다.11 and 12, in the light emitting device according to the embodiment, the light emitting device according to the embodiment arranges a plurality of quantum wells having different indium composition ratios, so that the hole concentration is improved in the 240 nm to 260 nm region. have.
도 13은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.13 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to an embodiment.
본 발명에 따른 발광 소자 패키지는 앞서 설명한 바와 같은 구조의 발광 소자가 장착될 수 있다.The light emitting device package according to the present invention may be equipped with a light emitting device having the structure as described above.
발광 소자 패키지(200)는 패키지 몸체부(205)와, 패키지 몸체부(205) 상에 배치된 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과, 패키지 몸체부(205) 상에 배치되어 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(100)와, 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(230)가 포함된다.The light emitting
패키지 몸체부(205)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 발광 소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The
제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광 소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The third electrode layer 213 and the fourth electrode layer 214 are electrically isolated from each other and serve to provide power to the light emitting device 100 . In addition, the third electrode layer 213 and the fourth electrode layer 214 may serve to increase light efficiency by reflecting light generated from the light emitting device 100 , and heat generated from the light emitting device 100 to the outside. It may also play a role in discharging.
발광 소자(100)는 패키지 몸체부(205) 상에 배치되거나 제3 전극층(213) 또는 제4 전극층(214) 상에 배치될 수 있다.The light emitting device 100 may be disposed on the
발광 소자(100)는 제3 전극층(213) 및/또는 제4 전극층(214)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 실시예에서는 발광 소자(100)가 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과 각각 와이어를 통해 전기적으로 연결된 것이 예시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The light emitting device 100 may be electrically connected to the third electrode layer 213 and/or the fourth electrode layer 214 by any one of a wire method, a flip chip method, and a die bonding method. In the embodiment, it is illustrated that the light emitting device 100 is electrically connected to the third electrode layer 213 and the fourth electrode layer 214 through a wire, but is not limited thereto.
몰딩부재(230)는 발광 소자(100)를 포위하여 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 몰딩부재(230)에는 형광체(232)가 포함되어 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The
도 14와 도 15는 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 조명 시스템의 실시예들을 나타낸 분해 사시도이다.14 and 15 are exploded perspective views illustrating embodiments of a lighting system including a light emitting device according to an embodiment.
도 14에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 광원 모듈(2200)은 본 발명에 따른 발광소자(100) 또는 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.14, the lighting device according to the embodiment includes a
또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 장치는 커버(3100), 광원부(3200), 방열체(3300), 회로부(3400), 내부 케이스(3500), 소켓(3600)을 포함할 수 있다. 광원부(3200)는 실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함할 수 있다. 15, the lighting device according to the present invention includes a
103; 기판
105; 버퍼층
112; 제1도전형 반도체층
114; 활성층
116; 제2도전형 반도체층
120; 투광성 전극
131; 제1전극
132; 제2전극103; Board
105; buffer layer
112; first conductive semiconductor layer
114; active layer
116; Second conductive semiconductor layer
120; light-transmitting electrode
131; first electrode
132; second electrode
Claims (11)
상기 제1도전형 반도체층 상에 InGaN 조성의 다수개의 양자우물과 다수개의 양자벽을 포함하는 활성층;
상기 활성층 상에 제2도전형 반도체층을 포함하고,
상기 다수개의 양자우물 각각은 제1양자우물, 상기 제1양자우물보다 인듐 조성비가 높은 제2양자우물, 및 상기 제1양자우물보다 인듐 조성비가 높고, 상기 제2양자우물보다 인듐 조성비가 낮은 제3양자우물을 포함하고,
상기 다수개의 양자우물 각각에서 상기 제1양자우물, 상기 제2양자우물, 상기 제1양자우물, 상기 제3양자우물 및 상기 제1양자우물이 순차적으로 배치되는 발광소자. a first conductive semiconductor layer;
an active layer including a plurality of quantum wells and a plurality of quantum walls of an InGaN composition on the first conductive semiconductor layer;
A second conductive type semiconductor layer is included on the active layer,
Each of the plurality of quantum wells includes a first quantum well, a second quantum well having a higher indium composition ratio than the first quantum well, and a first quantum well having a higher indium composition ratio than the first quantum well and a lower indium composition ratio than the second quantum well including 3 quantum wells,
A light emitting device in which the first quantum well, the second quantum well, the first quantum well, the third quantum well and the first quantum well are sequentially disposed in each of the plurality of quantum wells.
상기 제2양자우물의 인듐 조성비는 상기 제1양자우물의 인듐 조성비의 2배인 발광소자.According to claim 1,
The indium composition ratio of the second quantum well is twice that of the indium composition ratio of the first quantum well.
상기 제1양자우물의 폭은 3nm 이상 3.5nm 이하이고,
상기 제2양자우물의 폭은 0.1nm 이상 3nm 이하인 발광소자. According to claim 1,
The width of the first quantum well is 3 nm or more and 3.5 nm or less,
A width of the second quantum well is 0.1 nm or more and 3 nm or less.
상기 제1양자우물의 인듐 조성비는 10%이고, 상기 제2양자우물의 인듐 조성비는 20%인 발광소자.According to claim 1,
The indium composition ratio of the first quantum well is 10%, and the indium composition ratio of the second quantum well is 20%.
상기 제1양자우물의 폭은 상기 제2양자우물의 폭 및 상기 제3양자우물의 폭 각각보다 크거나 같은 발광소자.According to claim 1,
A width of the first quantum well is greater than or equal to a width of the second quantum well and a width of the third quantum well, respectively.
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