KR102552889B1 - Semiconductor device, semiconductor device package and mathod for manufacturing the same - Google Patents

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KR102552889B1 KR1020160112146A KR20160112146A KR102552889B1 KR 102552889 B1 KR102552889 B1 KR 102552889B1 KR 1020160112146 A KR1020160112146 A KR 1020160112146A KR 20160112146 A KR20160112146 A KR 20160112146A KR 102552889 B1 KR102552889 B1 KR 102552889B1
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Abstract

실시 예는, 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층, 상기 제1도전형 반도체층과 제2도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층, 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 활성층 사이, 또는 상기 제1도전형 반도체층의 내부에 배치되는 중간층을 포함하는 발광구조물을 포함하고, 상기 제1도전형 반도체층, 중간층, 활성층, 및 제2도전형 반도체층은 알루미늄을 포함하고, 상기 중간층은 상기 제1도전형 반도체층보다 알루미늄 조성이 낮은 제1중간층을 포함하는 반도체 소자, 반도체 소자 패키지, 및 반도체 소자 제조방법을 개시한다.In an embodiment, a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer, and between the first conductivity type semiconductor layer and the active layer. , or a light emitting structure including an intermediate layer disposed inside the first conductivity type semiconductor layer, wherein the first conductivity type semiconductor layer, the intermediate layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer include aluminum, and the Disclosed are a semiconductor device, a semiconductor device package, and a method of manufacturing a semiconductor device including a first intermediate layer having a lower aluminum composition than the first conductive type semiconductor layer.

Description

반도체 소자, 반도체 소자 패키지, 및 반도체 소자 제조방법 {SEMICONDUCTOR DEVICE, SEMICONDUCTOR DEVICE PACKAGE AND MATHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Semiconductor device, semiconductor device package, and semiconductor device manufacturing method {SEMICONDUCTOR DEVICE, SEMICONDUCTOR DEVICE PACKAGE AND MATHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

실시 예는 반도체 소자, 반도체 소자 패키지, 및 반도체 소자 제조방법에 관한 것이다.The embodiment relates to a semiconductor device, a semiconductor device package, and a method for manufacturing a semiconductor device.

GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.Semiconductor devices including compounds such as GaN and AlGaN have many advantages, such as having a wide and easily adjustable band gap energy, and can be used in various ways such as light emitting devices, light receiving devices, and various diodes.

특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다. In particular, light emitting devices such as light emitting diodes or laser diodes using group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor materials of semiconductors are developed in thin film growth technology and device materials to produce red, green, Various colors such as blue and ultraviolet can be realized, and white light with high efficiency can be realized by using fluorescent materials or combining colors. , safety, and environmental friendliness.

뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용할 수 있다.In addition, when light receiving devices such as photodetectors or solar cells are manufactured using group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor materials, photocurrent is generated by absorbing light in various wavelength ranges through the development of device materials. By doing so, it is possible to use light in a wide range of wavelengths from gamma rays to radio wavelengths. In addition, it has the advantages of fast response speed, safety, environmental friendliness, and easy control of element materials, so that it can be easily used in power control or ultra-high frequency circuits or communication modules.

따라서, 반도체 소자는 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 Gas나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.Accordingly, the semiconductor device can replace a transmission module of an optical communication means, a light emitting diode backlight that replaces a Cold Cathode Fluorescence Lamp (CCFL) constituting a backlight of an LCD (Liquid Crystal Display) display device, and can replace a fluorescent lamp or an incandescent bulb. Applications are expanding to white light emitting diode lighting devices, automobile headlights and traffic lights, and sensors that detect gas or fire. In addition, applications of semiconductor devices can be expanded to high-frequency application circuits, other power control devices, and communication modules.

특히, 자외선 파장 영역의 광을 방출하는 발광소자는 경화작용이나 살균 작용을 하여 경화용, 의료용, 및 살균용으로 사용될 수 있다In particular, a light emitting device that emits light in the ultraviolet wavelength region can be used for curing, medical, and sterilization by performing a curing or sterilizing action.

최근 자외선 발광소자에 대한 연구가 활발하나, 아직까지 자외선 발광소자는 수직형으로 구현하기 어려운 문제가 있으며, 기판을 분리하는 과정에서 결정성이 저하되는 문제가 있다.Recently, research on UV light emitting devices has been actively conducted, but there is still a problem in that it is difficult to implement UV light emitting devices in a vertical type, and there is a problem in that crystallinity is lowered in the process of separating a substrate.

실시 예는 수직형 자외선 발광소자를 제공한다.The embodiment provides a vertical UV light emitting device.

또한, 결정성이 우수한 발광소자를 제공한다.In addition, a light emitting device having excellent crystallinity is provided.

또한, 광 출력이 향상된 발광소자를 제공한다.In addition, a light emitting device having improved light output is provided.

실시 예에서 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 solution to the problem described below or the purpose or effect that can be grasped from the embodiment is also included.

본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자는, 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층, 상기 제1도전형 반도체층과 제2도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층, 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 활성층 사이, 또는 상기 제1도전형 반도체층의 내부에 배치되는 중간층을 포함하는 발광구조물을 포함하고, 상기 제1도전형 반도체층, 중간층, 활성층, 및 제2도전형 반도체층은 알루미늄을 포함하고, 상기 중간층은 상기 제1도전형 반도체층보다 알루미늄 조성이 낮은 제1중간층을 포함한다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer, and the first conductivity type semiconductor layer. A light emitting structure including an intermediate layer disposed between a conductivity type semiconductor layer and the active layer or inside the first conductivity type semiconductor layer, wherein the first conductivity type semiconductor layer, the intermediate layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor The layer includes aluminum, and the intermediate layer includes a first intermediate layer having a lower aluminum composition than that of the first conductivity-type semiconductor layer.

상기 중간층은 상기 제1중간층, 및 상기 제1중간층보다 알루미늄 농도가 높은 제2중간층을 포함할 수 있다.The intermediate layer may include the first intermediate layer and a second intermediate layer having a higher aluminum concentration than the first intermediate layer.

상기 제2중간층의 알루미늄 조성은 상기 제1도전형 반도체층의 알루미늄 조성보다 높을 수 있다.The aluminum composition of the second intermediate layer may be higher than the aluminum composition of the first conductivity type semiconductor layer.

상기 제1중간층과 제2중간층은 교대로 복수개 적층될 수 있다.The first intermediate layer and the second intermediate layer may be alternately stacked in plurality.

상기 제1중간층의 두께는 상기 제2중간층의 두께보다 두꺼울 수 있다.A thickness of the first intermediate layer may be greater than a thickness of the second intermediate layer.

상기 제1중간층과 제2중간층의 두께비는 2:1 내지 6:1일 수 있다.The thickness ratio of the first intermediate layer and the second intermediate layer may be 2:1 to 6:1.

상기 중간층의 전체 두께는 50nm보다 크고 1000nm보다 작을 수 있다.The total thickness of the intermediate layer may be greater than 50 nm and less than 1000 nm.

상기 제1중간층의 알루미늄 조성은 30% 내지 60%일 수 있다.The aluminum composition of the first intermediate layer may be 30% to 60%.

상기 제2중간층의 알루미늄 조성은 60% 내지 100%일 수 있다.The aluminum composition of the second intermediate layer may be 60% to 100%.

상기 제1도전형 반도체층은 제1-1도전형 반도체층, 및 제1-2도전형 반도체층을 포함하고, 상기 중간층은 제1-1도전형 반도체층, 및 제1-2도전형 반도체층 사이에 배치될 수 있다.The first conductive semiconductor layer includes a 1-1 conductive semiconductor layer and a 1-2 conductive semiconductor layer, and the intermediate layer includes a 1-1 conductive semiconductor layer and a 1-2 conductive semiconductor layer. It can be placed between layers.

상기 제1-2도전형 반도체층은 상기 제1-1도전형 반도체층보다 상기 활성층에 가까울 수 있다.The 1-2 conductivity type semiconductor layer may be closer to the active layer than the 1-1 conductivity type semiconductor layer.

상기 제1-2도전형 반도체층의 알루미늄 조성은 상기 제1-1도전형 반도체층의 알루미늄 조성보다 낮을 수 있다.The aluminum composition of the 1-2 conductivity type semiconductor layer may be lower than the aluminum composition of the 1-1 conductivity type semiconductor layer.

상기 제1-1도전형 반도체층의 두께는 상기 제1-2도전형 반도체층의 두께보다 두꺼울 수 있다.A thickness of the 1-1 conductivity type semiconductor layer may be greater than a thickness of the 1-2 conductivity type semiconductor layer.

상기 발광구조물은 상기 제2도전형 반도체층과 활성층을 관통하여 상기 제1-2도전형 반도체층의 일부 영역까지 배치되는 복수 개의 리세스를 포함할 수 있다.The light emitting structure may include a plurality of recesses penetrating the second conductive semiconductor layer and the active layer and extending to a partial region of the first and second conductive semiconductor layers.

상기 복수 개의 리세스 내부에 배치되어 상기 제1-2도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 연결전극을 포함하는 제1도전층을 포함할 수 있다.A first conductive layer including a connection electrode disposed inside the plurality of recesses and electrically connected to the first-second conductive type semiconductor layer may be included.

상기 중간층은 상기 제1도전형 반도체층과 활성층 사이에 배치될 수 있다.The intermediate layer may be disposed between the first conductive semiconductor layer and the active layer.

상기 발광구조물은 상기 제2도전형 반도체층, 활성층, 및 중간층을 관통하여 상기 제1도전형 반도체층의 일부 영역까지 배치되는 복수 개의 리세스를 포함할 수 있다.The light emitting structure may include a plurality of recesses that pass through the second conductive semiconductor layer, the active layer, and the intermediate layer and extend to a partial region of the first conductive semiconductor layer.

상기 복수 개의 리세스 내부에 배치되어 상기 제1도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 연결전극을 포함하는 제1도전층을 포함할 수 있다.A first conductive layer including a connection electrode disposed inside the plurality of recesses and electrically connected to the first conductive type semiconductor layer may be included.

본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지는, 몸체; 및 상기 몸체에 배치되는 반도체 소자를 포함하고, 상기 반도체 소자는, 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층, 상기 제1도전형 반도체층과 제2도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층, 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 활성층 사이, 또는 상기 제1도전형 반도체층의 내부에 배치되는 중간층을 포함하는 발광구조물을 포함하고, 상기 제1도전형 반도체층, 중간층, 활성층, 및 제2도전형 반도체층은 알루미늄을 포함하고, 상기 중간층은 상기 제1도전형 반도체층보다 알루미늄 조성이 낮은 제1중간층을 포함할 수 있다.A semiconductor device package according to an embodiment of the present invention includes a body; and a semiconductor element disposed on the body, wherein the semiconductor element includes a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer. and a light emitting structure including an intermediate layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the active layer or inside the first conductivity type semiconductor layer, wherein the first conductivity type semiconductor layer, the intermediate layer, the active layer, and The second conductive semiconductor layer may include aluminum, and the intermediate layer may include a first intermediate layer having a lower aluminum composition than the first conductive semiconductor layer.

본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 제조방법은, 기판상에 광흡수층과 상기 제1항에 따른 발광구조물을 순차적으로 형성하는 단계; 및 상기 기판에 레이저를 조사하여 상기 광흡수층과 상기 제1도전형 반도체층을 분리하는 단계를 포함하고, 상기 분리하는 단계에서, 상기 광흡수층과 상기 중간층은 상기 레이저를 흡수할 수 있다.A semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes sequentially forming a light absorbing layer and the light emitting structure according to claim 1 on a substrate; and separating the light absorbing layer and the first conductive type semiconductor layer by irradiating the substrate with a laser beam. In the separating step, the light absorbing layer and the intermediate layer may absorb the laser light.

실시 예에 따르면 수직형 자외선 발광소자를 제조할 수 있다.According to the embodiment, a vertical UV light emitting device may be manufactured.

또한, 자외선 발광소자의 결정성을 향상시킬 수 있다.In addition, the crystallinity of the UV light emitting device can be improved.

또한, 광 출력을 향상시킬 수 있다.In addition, light output can be improved.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more easily understood in the process of describing specific embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광구조물의 개념도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광구조물의 개념도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고,
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고,
도 5b는 도 5a의 변형예이고,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이고,
도 7은 광흡수층, 및 중간층이 형성된 발광구조물을 개념도이고,
도 8은 벌크 구조를 갖는 광흡수층의 단면 사진이고,
도 9는 초격자 구조를 갖는 광흡수층의 단면 사진이고,
도 10은 기판을 분리하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 11은 발광구조물을 식각하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 12는 제조된 반도체 소자를 보여주는 도면이고,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지의 개념도이다.
1 is a conceptual diagram of a light emitting structure according to an embodiment of the present invention;
2 is a conceptual diagram of a light emitting structure according to another embodiment of the present invention;
3 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
4 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention;
5A is a conceptual diagram of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention;
Figure 5b is a modified example of Figure 5a,
6A and 6B are plan views of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
7 is a conceptual diagram of a light emitting structure in which a light absorbing layer and an intermediate layer are formed;
8 is a cross-sectional photograph of a light absorption layer having a bulk structure;
9 is a cross-sectional photograph of a light absorption layer having a superlattice structure;
10 is a view for explaining a process of separating a substrate,
11 is a diagram for explaining a process of etching a light emitting structure;
12 is a view showing a manufactured semiconductor device,
13 is a conceptual diagram of a semiconductor device package according to an exemplary embodiment.

본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다. The present embodiments may be modified in other forms or combined with each other, and the scope of the present invention is not limited to each of the embodiments described below.

특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다. Even if a matter described in a specific embodiment is not described in another embodiment, it may be understood as a description related to another embodiment, unless there is a description contrary to or contradictory to the matter in another embodiment.

예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.For example, if the characteristics of component A are described in a specific embodiment and the characteristics of component B are described in another embodiment, the opposite or contradictory description even if the embodiment in which components A and B are combined is not explicitly described. Unless there is, it should be understood as belonging to the scope of the present invention.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where an element is described as being formed “on or under” of another element, on or under (on or under) or under) includes both elements formed by directly contacting each other or by indirectly placing one or more other elements between the two elements. In addition, when expressed as "on or under", it may include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one element.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 발광구조물은 자외선 파장대의 광을 출력할 수 있다. 예시적으로 발광구조물은 근자외선 파장대의 광(UV-A)을 출력할 수도 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)을 출력할 수 도 있고, 심자외선 파장대의 광(UV-C)을 출력할 수 있다. 파장범위는 발광구조물(120)의 Al의 조성비에 의해 결정될 수 있다.The light emitting structure according to the embodiment of the present invention can output light in the ultraviolet wavelength range. Illustratively, the light emitting structure may output light (UV-A) in a near-ultraviolet wavelength range, may output light (UV-B) in a far-ultraviolet wavelength range, or emit light (UV-C) in a deep ultraviolet wavelength range. can be printed out. The wavelength range may be determined by the composition ratio of Al of the light emitting structure 120 .

예시적으로, 근자외선 파장대의 광(UV-A)는 320nm 내지 420nm 범위의 파장을 가질 수 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)은 280nm 내지 320nm 범위의 파장을 가질 수 있으며, 심자외선 파장대의 광(UV-C)은 100nm 내지 280nm 범위의 파장을 가질 수 있다.Illustratively, the light (UV-A) in the near ultraviolet wavelength range may have a wavelength ranging from 320 nm to 420 nm, and the light (UV-B) in the far ultraviolet wavelength range may have a wavelength ranging from 280 nm to 320 nm. The light (UV-C) of the wavelength range may have a wavelength ranging from 100 nm to 280 nm.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광구조물의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a light emitting structure according to an embodiment of the present invention.

실시 예에 따른 발광구조물(120A)은 제1도전형 반도체층(124), 제2도전형 반도체층(127), 활성층(126), 및 제1도전형 반도체층(124)과 활성층(126) 사이에 배치되는 중간층(125)을 포함한다.The light emitting structure 120A according to the embodiment includes a first conductive semiconductor layer 124, a second conductive semiconductor layer 127, an active layer 126, and a first conductive semiconductor layer 124 and an active layer 126. It includes an intermediate layer 125 disposed therebetween.

제1도전형 반도체층(124), 중간층(125), 활성층(126), 및 제2도전형 반도체층(127)은 알루미늄을 포함한다. 알루미늄의 조성은 원하는 자외선 파장대에 따라 조절될 수 있다.The first conductivity type semiconductor layer 124, the intermediate layer 125, the active layer 126, and the second conductivity type semiconductor layer 127 include aluminum. The composition of aluminum can be adjusted according to the desired UV wavelength range.

제1도전형 반도체층(124)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1도펀트가 도핑될 수 있다. 제1도전형 반도체층(124)은 Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 제1도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제1도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제1도펀트가 도핑된 제1도전형 반도체층(124)은 n형 반도체층일 수 있다.The first conductivity type semiconductor layer 124 may be implemented with a compound semiconductor such as group III-V or group II-VI, and may be doped with a first dopant. The first conductivity-type semiconductor layer 124 is a semiconductor material having a composition formula of Inx1Aly1Ga1-x1-y1N (0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1), for example, GaN, AlGaN, It may be selected from InGaN, InAlGaN, and the like. Also, 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-type semiconductor layer 124 doped with the first dopant may be an n-type semiconductor layer.

활성층(126)은 제1도전형 반도체층(124)과 제2도전형 반도체층(127) 사이에 배치된다. 활성층(126)은 제1도전형 반도체층(124)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2도전형 반도체층(127)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(126)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 자외선 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.The active layer 126 is disposed between the first conductivity type semiconductor layer 124 and the second conductivity type semiconductor layer 127 . The active layer 126 is a layer where electrons (or holes) injected through the first conductive semiconductor layer 124 and holes (or electrons) injected through the second conductive semiconductor layer 127 meet. The active layer 126 transitions to a lower energy level as electrons and holes recombine, and may generate light having an ultraviolet wavelength.

활성층(126)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(126)의 구조는 이에 한정하지 않는다.The active layer 126 may have a structure of any one of a single well structure, a multi-well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, or a quantum wire structure, and the active layer 126 The structure of is not limited to this.

중간층(125)은 제1도전형 반도체층(124)과 활성층(126) 사이에 배치될 수 있다. 중간층(125)은 제1도전형 반도체층(124)보다 알루미늄 조성이 낮은 제1중간층(125a) 및 제1도전형 반도체층(124)보다 알루미늄 조성이 높은 제2중간층(125b)을 포함한다. 제1중간층(125a)과 제2중간층(125b)은 교대로 복수 개가 배치될 수 있다.The intermediate layer 125 may be disposed between the first conductive semiconductor layer 124 and the active layer 126 . The intermediate layer 125 includes a first intermediate layer 125a having a lower aluminum composition than the first conductive semiconductor layer 124 and a second intermediate layer 125b having a higher aluminum composition than the first conductive semiconductor layer 124 . A plurality of first intermediate layers 125a and second intermediate layers 125b may be alternately disposed.

제1중간층(125a)의 알루미늄 조성은 제1도전형 반도체층(124)의 알루미늄 조성보다 낮을 수 있다. 제1중간층(125a)은 LLO 공정시 발광구조물(120)에 조사되는 레이저를 흡수하여 활성층(126)의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 반도체 소자는 활성층의 손상이 감소되어 광 출력 및 전기적 특성과 신뢰성이 향상될 수 있다.The aluminum composition of the first intermediate layer 125a may be lower than the aluminum composition of the first conductive semiconductor layer 124 . The first intermediate layer 125a may serve to prevent damage to the active layer 126 by absorbing laser irradiated onto the light emitting structure 120 during the LLO process. Accordingly, in the semiconductor device according to the embodiment, damage to the active layer may be reduced, and light output, electrical characteristics, and reliability may be improved.

제1중간층(125a)의 두께와 알루미늄 조성은 LLO 공정 시 발광구조물(120)에 조사되는 레이저의 파장을 갖는 레이저를 흡수하기 위해 적절히 조절될 수 있다. 제1중간층(125a)의 알루미늄 조성은 30% 내지 60%이고, 두께는 1nm 내지 10nm일 수 있다. 예시적으로 제1중간층(125a)은 AlGaN일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.The thickness and aluminum composition of the first intermediate layer 125a may be appropriately adjusted to absorb laser having a wavelength of the laser irradiated to the light emitting structure 120 during the LLO process. The aluminum composition of the first intermediate layer 125a may be 30% to 60%, and the thickness may be 1 nm to 10 nm. Illustratively, the first intermediate layer 125a may be AlGaN, but is not necessarily limited thereto.

제2중간층(125b)의 알루미늄 조성은 제1도전형 반도체층(124)의 알루미늄 조성보다 높을 수 있다. 제2중간층(125b)은 제1중간층(125a)에 의해 낮아진 알루미늄 조성을 높임으로써, 중간층(125)의 하부에서 전달되는 격자 결함의 진행 방향이 그 제1 중간층(125a)와 제2 중간층(125b)의 계면에서 바뀔 수 있다. 복수의 격자 결함이 계면에서 서로 병합되면서 중간층(125) 상부로 진행하는 격자 결함이 줄어들 수 있다. 따라서, 중간층(125) 위에 성장하는 에피층의 격자결함을 줄이고 결정성이 향상될 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(124)와 Al 함량이 다른 데에서 오는 굴절률 차이로 인해 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.The aluminum composition of the second intermediate layer 125b may be higher than that of the first conductive semiconductor layer 124 . The second intermediate layer 125b increases the aluminum composition lowered by the first intermediate layer 125a, so that the propagation direction of the lattice defect transmitted from the lower portion of the intermediate layer 125 is changed between the first intermediate layer 125a and the second intermediate layer 125b. can change at the interface of As the plurality of lattice defects are merged with each other at the interface, lattice defects propagating to the upper portion of the intermediate layer 125 may be reduced. Accordingly, lattice defects of the epitaxial layer grown on the intermediate layer 125 may be reduced and crystallinity may be improved. In addition, light extraction efficiency may be improved due to a difference in refractive index due to a difference in Al content from that of the first conductivity type semiconductor layer 124 .

예시적으로 제2중간층(125b)의 알루미늄 조성은 60% 내지 100%이고, 두께는 0.1nm 내지 2.0nm일 수 있다. 제2중간층(125b)은 AlGaN 또는 AlN일 수 있다.For example, the aluminum composition of the second intermediate layer 125b may be 60% to 100%, and the thickness may be 0.1 nm to 2.0 nm. The second intermediate layer 125b may be AlGaN or AlN.

예시적으로 246nm의 파장의 레이저를 흡수하기 위해, 제1중간층(125a)의 두께는 제2중간층(125b)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 제1중간층(125a)의 두께는 1.0nm 내지 10.0nm일 수 있고, 제2중간층(125b)의 두께는 0.5nm 내지 2.0nm일 수 있다. Illustratively, to absorb a laser having a wavelength of 246 nm, the thickness of the first intermediate layer 125a may be greater than that of the second intermediate layer 125b. The thickness of the first intermediate layer 125a may be 1.0 nm to 10.0 nm, and the thickness of the second intermediate layer 125b may be 0.5 nm to 2.0 nm.

제1중간층(125a)과 제2중간층(125b)의 두께비(제1중간층:제2중간층)는 2:1 내지 6:1일 수 있다. 두께비가 2:1보다 작은 경우 제1중간층(125a)이 얇아져 레이저를 충분히 흡수하기 어렵고, 두께비가 6:1보다 큰 경우 제2중간층(125b)이 너무 얇아져 전체 중간층의 알루미늄 조성이 낮아지는 문제가 있다.The thickness ratio (first intermediate layer:second intermediate layer) of the first intermediate layer 125a and the second intermediate layer 125b may be 2:1 to 6:1. When the thickness ratio is less than 2: 1, the first intermediate layer 125a becomes thin and it is difficult to sufficiently absorb the laser, and when the thickness ratio is greater than 6: 1, the second intermediate layer 125b becomes too thin and the aluminum composition of the entire intermediate layer is lowered. there is.

중간층(125)의 전체 두께는 50nm보다 크고 1000nm보다 작을 수 있다. 두께가 50nm보다 작은 경우 제1중간층(125a)의 두께가 얇아져 246nm 레이저를 충분히 흡수하기 어려운 문제가 있으며, 두께가 1000nm보다 커지는 경우 중간층의 알루미늄 조성이 낮아져 결정성이 악화되는 문제가 있다.The overall thickness of the intermediate layer 125 may be greater than 50 nm and less than 1000 nm. When the thickness is less than 50 nm, the thickness of the first intermediate layer 125a becomes thin, making it difficult to sufficiently absorb the 246 nm laser.

제2도전형 반도체층(127)은 활성층(126) 상에 형성되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2도전형 반도체층(127)에 제2도펀트가 도핑될 수 있다. 제2도전형 반도체층(127)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. 제2도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제2도펀트가 도핑된 제2도전형 반도체층(127)은 p형 반도체층일 수 있다.The second conductivity type semiconductor layer 127 is formed on the active layer 126 and may be implemented with compound semiconductors such as group III-V and group II-VI. Dopants may be doped. The second conductivity type semiconductor layer 127 is a semiconductor material having a composition formula of Inx5Aly2Ga1-x5-y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1) or AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs , GaAsP, may be formed of a material selected from AlGaInP. When the second dopant is a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba, the second conductivity-type semiconductor layer 127 doped with the second dopant may be a p-type semiconductor layer.

제2도전형 반도체층(127)이 AlGaN인 경우, 낮은 전기 전도도에 의해 정공 주입이 원활하지 않을 수 있다. 따라서, 상대적으로 전기 전도도가 우수하며 제2 도전형 반도체층(126)과 같은 극성의 GaN을 제2도전형 반도체층(127)의 저면에 배치할 수도 있다.When the second conductive type semiconductor layer 127 is AlGaN, hole injection may not be smooth due to low electrical conductivity. Accordingly, GaN having relatively excellent electrical conductivity and having the same polarity as the second conductivity type semiconductor layer 126 may be disposed on the bottom surface of the second conductivity type semiconductor layer 127 .

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광구조물의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of a light emitting structure according to another embodiment of the present invention.

실시 예에 따른 발광구조물(120B)은 제1도전형 반도체층(124a, 124b), 제2도전형 반도체층(127), 상기 제1도전형 반도체층(124a, 124b)과 제2도전형 반도체층(127) 사이에 배치되는 활성층(126)을 포함하고, 제1도전형 반도체층(124a, 124b)의 내부에 배치되는 중간층(125)을 포함한다.The light emitting structure 120B according to the embodiment includes first conductivity type semiconductor layers 124a and 124b, second conductivity type semiconductor layer 127, the first conductivity type semiconductor layers 124a and 124b and the second conductivity type semiconductor. It includes an active layer 126 disposed between the layers 127 and an intermediate layer 125 disposed inside the first conductive type semiconductor layers 124a and 124b.

제1도전형 반도체층(124a, 124b)은 제1-1도전형 반도체층(124a)과 제1-2도전형 반도체층(124b)을 포함하고, 중간층(125)은 제1-1도전형 반도체층(124a)과 제1-2도전형 반도체층(124b) 사이에 배치될 수 있다.The first conductivity type semiconductor layers 124a and 124b include a 1-1 conductivity type semiconductor layer 124a and a 1-2 conductivity type semiconductor layer 124b, and the intermediate layer 125 is a 1-1 conductivity type semiconductor layer 124b. It may be disposed between the semiconductor layer 124a and the first-second conductive type semiconductor layer 124b.

제1-2도전형 반도체층(124b)은 제1-1도전형 반도체층(124a) 보다 활성층(126)에 가까이 배치될 수 있다. 제1-2도전형 반도체층(124b)의 알루미늄 조성은 제1-1도전형 반도체층(124a) 보다 낮을 수 있다. 제1-2도전형 반도체층(124b)의 알루미늄 조성은 40% 내지 70%이고, 제1-1도전형 반도체층(124a)의 알루미늄 조성은 50% 내지 80%일 수 있다.The 1-2nd conductivity type semiconductor layer 124b may be disposed closer to the active layer 126 than the 1-1st conductivity type semiconductor layer 124a. The aluminum composition of the 1-2nd conductivity type semiconductor layer 124b may be lower than that of the 1-1st conductivity type semiconductor layer 124a. The aluminum composition of the 1-2th conductivity type semiconductor layer 124b may be 40% to 70%, and the aluminum composition of the 1-1st conductivity type semiconductor layer 124a may be 50% to 80%.

제1-2도전형 반도체층(124b)의 두께는 제1-1도전형 반도체층(124a)의 두께보다 얇을 수 있다. 제1-1도전형 반도체층(124a)은 제1-2도전형 반도체층(124b)의 두께의 130%이상일 수 있다. 이러한 구성에 의하면 알루미늄 농도가 높은 제1-1도전형 반도체층(124a)이 충분히 성장한 후에 중간층(125)이 형성되므로 전체 발광구조물(120)의 결정성이 향상될 수 있다.The thickness of the 1-2th conductivity type semiconductor layer 124b may be smaller than that of the 1-1st conductivity type semiconductor layer 124a. The thickness of the 1-1st conductivity type semiconductor layer 124a may be 130% or more of the thickness of the 1-2nd conductivity type semiconductor layer 124b. According to this configuration, since the intermediate layer 125 is formed after the 1-1 conductivity type semiconductor layer 124a having a high aluminum concentration sufficiently grows, the crystallinity of the entire light emitting structure 120 can be improved.

중간층(125)의 구성(알루미늄 조성, 두께 등)은 도 1에서 설명한 구성이 그대로 적용될 수 있다. 필요에 따라 중간층(125)에는 제1도펀트가 도핑될 수 있다.The configuration (aluminum composition, thickness, etc.) of the intermediate layer 125 described in FIG. 1 may be applied as it is. If necessary, the intermediate layer 125 may be doped with a first dopant.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to an exemplary embodiment, and FIG. 4 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to another exemplary embodiment.

발광구조물(120A)의 구조는 도 1에서 설명한 구조가 그대로 적용될 수 있다. 도 3을 참고하면, 리세스(128)는 제2도전형 반도체층(127), 활성층(126)를 관통하여 중간층(125)의 일부 영역까지 배치될 수 있다. The structure described in FIG. 1 may be applied as it is to the structure of the light emitting structure 120A. Referring to FIG. 3 , the recess 128 may pass through the second conductive semiconductor layer 127 and the active layer 126 and extend to a partial region of the intermediate layer 125 .

제1전극(142)는 중간층(125)을 통해 제1도전형 반도체층(124)과 전기적으로 연결될 수 있다. 중간층(125)은 제1도전형 반도체층(124)에 비해 알루미늄의 조성이 낮으므로 전류 분산에 유리하다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 리세스(128)는 중간층(125)을 관통하여 제1도전형 반도체층(124)의 일부 영역에 배치될 수도 있다.The first electrode 142 may be electrically connected to the first conductive semiconductor layer 124 through the intermediate layer 125 . Since the middle layer 125 has a lower composition of aluminum than the first conductive type semiconductor layer 124, it is advantageous for dispersing current. However, it is not necessarily limited thereto, and the recess 128 may pass through the intermediate layer 125 and be disposed in a partial region of the first conductive type semiconductor layer 124 .

중간층(125)은 n 도펀트가 도핑될 수 있다. 따라서, 중간층(125)은 제1도전형 반도체층(124) 내에서 알루미늄의 조성이 낮은 영역으로 정의할 수도 있다. The intermediate layer 125 may be doped with n dopant. Accordingly, the intermediate layer 125 may be defined as a region in which the composition of aluminum is low within the first conductivity type semiconductor layer 124 .

제1도전층(165)은 리세스(128) 내에 배치되어 제1도전형 반도체층(124)과 전기적으로 연결되는 연결전극(167)을 포함한다. 연결전극(167)과 제1도전형 반도체층(124) 사이에는 제1전극(142)이 배치될 수 있다. 제1전극(142)는 오믹 전극일 수 있다.The first conductive layer 165 includes a connection electrode 167 disposed in the recess 128 and electrically connected to the first conductive semiconductor layer 124 . A first electrode 142 may be disposed between the connection electrode 167 and the first conductive type semiconductor layer 124 . The first electrode 142 may be an ohmic electrode.

제1리세스(128)의 상면에서 발광구조물의 상면까지의 거리가 1um 내지 4um가 되도록 배치할 수 있다. 발광구조물의 상면과 리세스(128)의 상면이 1um 미만일 경우 발광 소자의 신뢰성이 저하될 수 있고, 4um를 초과하는 경우 발광구조물 내부에 배치되는 결정 결함 등에 의해 광 추출효율이 저하될 수도 있다.The distance from the upper surface of the first recess 128 to the upper surface of the light emitting structure may be 1 μm to 4 μm. If the upper surface of the light emitting structure and the upper surface of the recess 128 are less than 1um, the reliability of the light emitting device may be reduced, and if it exceeds 4um, light extraction efficiency may be reduced due to crystal defects disposed inside the light emitting structure.

제2도전층(150)은 제2도전형 반도체층(127)의 하부면에 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다. 제2도전층(150)은 복수 개의 연결전극(167)의 사이 영역에 배치될 수 있다. 제2도전층(150)은 일 영역이 노출되어 전극패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 도시되지는 않았으나 제2도전층(150)과 제2도전형 반도체층(127) 사이에는 제2전극(오믹 전극)이 배치될 수 있다.The second conductive layer 150 may be disposed on the lower surface of the second conductive semiconductor layer 127 and electrically connected thereto. The second conductive layer 150 may be disposed in a region between the plurality of connection electrodes 167 . An area of the second conductive layer 150 is exposed and can be electrically connected to the electrode pad. Although not shown, a second electrode (ohmic electrode) may be disposed between the second conductive layer 150 and the second conductive semiconductor layer 127 .

제1도전층(165)과 제2도전층(150)은 투명 전도성 산화막(Tranparent Conductive Oxide; TCO)으로 형성될 수 있다. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx 및 NiO 등에서 선택될 수 있다.The first conductive layer 165 and the second conductive layer 150 may be formed of transparent conductive oxide (TCO). The transparent conductive oxide film is ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), AZO (Aluminum Zinc Oxide), AGZO (Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO (Indium Zinc Tin Oxide), IAZO (Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO (Indium Gallium Tin Oxide), ATO (Antimony Tin Oxide), GZO (Gallium Zinc Oxide), IZON (IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx and NiO.

제1도전층(165)과 제2도전층(150)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 등과 같은 불투명 금속을 포함할 수도 있다. 또한, 제1도전층(165)은 투명 전도성 산화막과 불투명 금속이 혼합된 하나 또는 복수 개의 층으로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.The first conductive layer 165 and the second conductive layer 150 may include an opaque metal such as Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, or Hf. In addition, the first conductive layer 165 may be formed of one or a plurality of layers in which a transparent conductive oxide film and an opaque metal are mixed, but is not limited thereto.

절연층(130)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 절연층(130)은 연결전극(167)을 활성층(126), 및 제2도전형 반도체층(127)과 전기적으로 절연할 수 있다.The insulating layer 130 may be formed by selecting at least one from the group consisting of SiO 2 , SixOy, Si 3 N 4 , SixNy, SiOxNy, Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like, but is not limited thereto. The insulating layer 130 may electrically insulate the connection electrode 167 from the active layer 126 and the second conductive type semiconductor layer 127 .

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

발광구조물(120B)의 구조는 도 2에서 설명한 구조가 그대로 적용될 수 있다. 도 4를 참고하면, 제1도전형 반도체층(124)은 제1-1도전형 반도체층(124a), 및 제1-2도전형 반도체층(124b)을 포함하고, 중간층(125)은 제1-1도전형 반도체층(124a), 및 제1-2도전형 반도체층(124b) 사이에 배치될 수 있다.The structure described in FIG. 2 may be applied as it is to the structure of the light emitting structure 120B. Referring to FIG. 4 , the first conductive semiconductor layer 124 includes a 1-1 conductive semiconductor layer 124a and a 1-2 conductive semiconductor layer 124 b, and the intermediate layer 125 is It may be disposed between the 1-1 conductivity type semiconductor layer 124a and the 1-2 conductivity type semiconductor layer 124b.

리세스(128)는 제2도전형 반도체층(127), 활성층(126), 제1-2도전형 반도체층(124b)을 관통하여 중간층(125)의 일부 영역까지 배치될 수 있다. 중간층(125)은 제1도전형 반도체층(124)에 비해 알루미늄의 조성이 낮으므로 전류 분산에 유리하다.The recess 128 may pass through the second conductive semiconductor layer 127 , the active layer 126 , and the first and second conductive semiconductor layers 124b and extend to a partial region of the intermediate layer 125 . Since the middle layer 125 has a lower composition of aluminum than the first conductive type semiconductor layer 124, it is advantageous for dispersing current.

그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 리세스(128)는 제1-2도전형 반도체층(124b)의 일부 영역에 배치될 수도 있다.However, it is not necessarily limited thereto, and the recess 128 may be disposed in a partial region of the 1-2 conductive semiconductor layer 124b.

이때, 제1-2도전형 반도체층(124b)은 제1-1도전형 반도체층(124a)보다 활성층(126)에 가까이 배치되고, 제1-2도전형 반도체층(124b)의 알루미늄 조성 및 두께는 제1-1도전형 반도체층(124a)의 알루미늄 조성 및 두께보다 작을 수 있다.At this time, the 1-2 conductivity type semiconductor layer 124b is disposed closer to the active layer 126 than the 1-1 conductivity type semiconductor layer 124a, and the aluminum composition and The thickness may be smaller than the aluminum composition and thickness of the 1-1st conductivity type semiconductor layer 124a.

제2중간층(125b)의 두께는 500nm보다 크고 1000nm보다 작을 수 있다. 제1중간층(125a)의 두께는 600nm 내지 1500nm일 수 있다. 제1중간층(125a)의 두께는 요철 패턴의 깊이에 따라 달라질 수 있다.The thickness of the second intermediate layer 125b may be greater than 500 nm and less than 1000 nm. The thickness of the first intermediate layer 125a may be 600 nm to 1500 nm. The thickness of the first intermediate layer 125a may vary according to the depth of the concavo-convex pattern.

발광구조물(120)은 제2도전형 반도체층(127)과 활성층(126)을 관통하여 제1-2도전형 반도체층(124b)의 일부 영역까지 배치되는 복수 개의 리세스(128)를 포함할 수 있다.The light emitting structure 120 may include a plurality of recesses 128 penetrating the second conductivity type semiconductor layer 127 and the active layer 126 and extending to a partial region of the first and second conductivity type semiconductor layers 124b. can

제1도전층(165)은 복수 개의 리세스(128) 내부에 배치되어 제1-2도전형 반도체층(124b)과 전기적으로 연결되는 연결전극(167), 및 제1-2도전형 반도체층(124b)과 연결전극(167) 사이에 배치되는 제1전극(142)을 포함할 수 있다. 제1-2도전형 반도체층(124b)은 상대적으로 알루미늄 함량이 낮으므로 전류 주입 및 분산에 유리할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제1-1도전형 반도체층(124a)과 제1-2도전형 반도체층(124b)은 알루미늄 조성이 동일할 수도 있고, 리세스(128)는 제1-1도전형 반도체층(124a)의 일부 영역까지 형성될 수도 있다.The first conductive layer 165 includes a connection electrode 167 disposed inside the plurality of recesses 128 and electrically connected to the 1-2 conductive semiconductor layer 124b, and the 1-2 conductive semiconductor layer. A first electrode 142 disposed between 124b and the connection electrode 167 may be included. Since the 1-2 conductive semiconductor layer 124b has a relatively low aluminum content, it may be advantageous for current injection and dispersion. However, it is not necessarily limited thereto, and the 1-1st conductivity type semiconductor layer 124a and the 1-2nd conductivity type semiconductor layer 124b may have the same aluminum composition, and the recess 128 may have the 1-1st conductivity type semiconductor layer 124b. A portion of the conductive semiconductor layer 124a may also be formed.

도 5a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고, 도 5b는 도 5a의 변형예이다.5A is a conceptual diagram of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a modified example of FIG. 5A.

도 5a의 발광구조물(120)은 도 1에서 설명한 발광구조물(120)의 구성이 그대로 적용될 수 있다. 리세스(128)는 제2도전형 반도체층(127), 활성층(126)를 관통하여 중간층(125)의 일부 영역까지 배치될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 리세스(128)는 중간층(125)을 관통하여 제1도전형 반도체층(124)의 일부 영역에 배치될 수도 있다.The configuration of the light emitting structure 120 described in FIG. 1 may be applied to the light emitting structure 120 of FIG. 5A as it is. The recess 128 may pass through the second conductive semiconductor layer 127 and the active layer 126 and extend to a partial region of the intermediate layer 125 . However, it is not necessarily limited thereto, and the recess 128 may pass through the intermediate layer 125 and be disposed in a partial region of the first conductive type semiconductor layer 124 .

도 5b를 참고하면, 리세스(128)는 제2도전형 반도체층(127), 활성층(126), 제1-2도전형 반도체층(124b)을 관통하여 중간층(125)의 일부 영역까지 배치될 수 있다. Referring to FIG. 5B , the recess 128 penetrates the second conductivity type semiconductor layer 127, the active layer 126, and the first and second conductivity type semiconductor layers 124b and extends to a partial region of the intermediate layer 125. It can be.

중간층(125)은 제1도전형 반도체층(124)에 비해 알루미늄의 조성이 낮으므로 전류 분산에 유리하다. 중간층(125)은 n 도펀트가 도핑될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 리세스(128)는 제1-2도전형 반도체층(124b)의 일부 영역에 배치될 수도 있다.Since the middle layer 125 has a lower composition of aluminum than the first conductive type semiconductor layer 124, it is advantageous for dispersing current. The intermediate layer 125 may be doped with n dopant. However, it is not necessarily limited thereto, and the recess 128 may be disposed in a partial region of the 1-2 conductive semiconductor layer 124b.

제1전극(142)은 리세스(128)의 상면에 배치되어 제1도전형 반도체층(124)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2전극(246)은 제2도전형 반도체층(127)의 하부에 형성될 수 있다. The first electrode 142 may be disposed on an upper surface of the recess 128 and electrically connected to the first conductive type semiconductor layer 124 . The second electrode 246 may be formed under the second conductive semiconductor layer 127 .

제1전극(142)과 제2전극(246)은 오믹전극일 수 있다. 제1전극(142)과 제2전극(246)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, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되는 않는다. The first electrode 142 and the second electrode 246 may be ohmic electrodes. The first electrode 142 and the second electrode 246 include indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO), and indium gallium zinc oxide (IGZO). ), 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, or Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, It may be formed including at least one of Ru, Mg, Zn, Pt, Au, and Hf, but is not limited to these materials.

반도체 소자의 일측 모서리 영역에는 제2전극패드(166)가 배치될 수 있다. 제2전극패드(166)는 중앙 부분이 함몰되어 상면이 오목부와 볼록부를 가질 수 있다. 상면의 오목부에는 와이어(미도시)가 본딩될 수 있다. 따라서, 접착 면적이 넓어져 제2전극패드(166)와 와이어가 더 견고히 본딩될 수 있다.A second electrode pad 166 may be disposed at a corner region of one side of the semiconductor device. The second electrode pad 166 may have a concave portion and a convex portion on an upper surface of the second electrode pad 166 with a depressed central portion. A wire (not shown) may be bonded to the concave portion of the upper surface. Therefore, the bonding area is widened, and the second electrode pad 166 and the wire can be more firmly bonded.

제2전극패드(166)는 광을 반사하는 작용을 할 수 있으므로, 제2전극패드(166)는 발광구조물(120)과 가까울수록 광 추출효율이 향상될 수 있다. Since the second electrode pad 166 can reflect light, light extraction efficiency can be improved as the second electrode pad 166 is closer to the light emitting structure 120 .

제2전극패드(166)의 볼록부의 높이는 활성층(126)보다 높을 수 있다. 따라서 제2전극패드(166)는 활성층(126)에서 소자의 수평방향으로 방출되는 광을 상부로 반사하여 광 추출효율을 향상시키고, 지향각을 제어할 수 있다.The height of the convex portion of the second electrode pad 166 may be higher than that of the active layer 126 . Therefore, the second electrode pad 166 reflects the light emitted from the active layer 126 in the horizontal direction of the device upward, thereby improving light extraction efficiency and controlling the beam angle.

제2전극패드(166)의 하부에서 제1절연층(131)이 일부 오픈되어 제2도전층(150)과 제2전극(246)이 전기적으로 연결될 수 있다. 패시베이션층(180)은 발광구조물(120)의 상부면과 측면에 형성될 수 있다. 패시베이션층(180)은 제2전극(246)과 인접한 영역이나 제2전극(246)의 하부에서 제1절연층(131)과 접촉할 수 있다.The first insulating layer 131 may be partially opened under the second electrode pad 166 so that the second conductive layer 150 and the second electrode 246 may be electrically connected. The passivation layer 180 may be formed on top and side surfaces of the light emitting structure 120 . The passivation layer 180 may contact the first insulating layer 131 at a region adjacent to the second electrode 246 or at a lower portion of the second electrode 246 .

제1절연층(131)이 오픈되어 제2전극(246)이 제2도전층(150)과 접촉하는 부분의 폭(d22)은 예를 들면 40㎛ 내지 90㎛일 수 있다. 40㎛보다 작으면 동작 전압이 상승하는 문제가 있고, 90㎛보다 크면 제2도전층(150)을 외부로 노출시키지 않기 위한 공정 마진 확보가 어려울 수 있다. 제2도전층(150)이 제2전극(246)의 바깥 영역으로 노출되면, 소자의 신뢰성이 저하될 수 있다. 따라서, 바람직하게 폭(d22)는 제2전극패드(166)의 전체 폭의 60% 내지 95%일 수 있다.A width d22 of a portion where the first insulating layer 131 is opened and the second electrode 246 contacts the second conductive layer 150 may be, for example, 40 μm to 90 μm. If it is smaller than 40 μm, there is a problem in that the operating voltage increases, and if it is larger than 90 μm, it may be difficult to secure a process margin for not exposing the second conductive layer 150 to the outside. If the second conductive layer 150 is exposed outside the second electrode 246, reliability of the device may deteriorate. Therefore, preferably, the width d22 may be 60% to 95% of the total width of the second electrode pad 166 .

제1절연층(131)은 제1전극(142)을 활성층(126) 및 제2도전형 반도체층(127)과 전기적으로 절연시킬 수 있다. 또한, 제1절연층(131)은 제2전극(246)과 제2도전층(150)을 제1도전층(165)과 전기적으로 절연시킬 수 있다.The first insulating layer 131 may electrically insulate the first electrode 142 from the active layer 126 and the second conductive semiconductor layer 127 . Also, the first insulating layer 131 may electrically insulate the second electrode 246 and the second conductive layer 150 from the first conductive layer 165 .

제1절연층(131)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 제1절연층(131)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예시적으로 제1절연층(131)은 은 Si 산화물이나 Ti 화합물을 포함하는 다층 구조의 DBR(distributed Bragg reflector) 일 수도 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하지 않고 제1절연층(131)은 다양한 반사 구조를 포함할 수 있다.The first insulating layer 131 may be formed by selecting at least one from the group consisting of SiO 2 , SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al 2 O 3 , TiO 2 , AlN, and the like, but is not limited thereto. The first insulating layer 131 may be formed as a single layer or multiple layers. For example, the first insulating layer 131 may be a multi-layer distributed Bragg reflector (DBR) including silver Si oxide or a Ti compound. However, the first insulating layer 131 is not necessarily limited thereto and may include various reflective structures.

제1절연층(131)이 절연기능을 수행하는 경우, 활성층(126)에서 측면을 향해 방출되는 광을 상향 반사시켜 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 후술하는 바와 같이 자외선 반도체 소자에서는 리세스(128)의 개수가 많아질수록 광 추출 효율은 더 효과적일 수 있다.When the first insulating layer 131 performs an insulating function, the light extraction efficiency may be improved by upwardly reflecting light emitted from the active layer 126 toward the side surface. As will be described later, as the number of recesses 128 increases in the UV semiconductor device, light extraction efficiency may be more effective.

제2도전층(150)은 제2전극(246)을 덮을 수 있다. 따라서, 제2전극패드(166)와, 제2도전층(150), 및 제2전극(246)은 하나의 전기적 채널을 형성할 수 있다.The second conductive layer 150 may cover the second electrode 246 . Accordingly, the second electrode pad 166, the second conductive layer 150, and the second electrode 246 may form one electrical channel.

제2도전층(150)은 제2전극(246)을 완전히 감싸며 제1절연층(131)의 측면과 상면에 접할 수 있다. 제2도전층(150)은 제1절연층(131)과의 접착력이 좋은 물질로 이루어지며, Cr, Al, Ti, Ni, Au 등의 물질로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단일층 혹은 복수의 층으로 이루어질 수 있다. The second conductive layer 150 completely surrounds the second electrode 246 and may come into contact with the side surface and top surface of the first insulating layer 131 . The second conductive layer 150 is made of a material having good adhesion to the first insulating layer 131, and includes at least one material selected from the group consisting of materials such as Cr, Al, Ti, Ni, Au, and the like. It may be made of an alloy of, and may be made of a single layer or a plurality of layers.

제2도전층(150)이 제1절연층(131)의 측면과 상면과 접하는 경우, 제2전극(246)의 열적, 전기적 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 제1절연층(131)과 제2전극(246) 사이로 방출되는 광을 상부로 반사하는 반사 기능을 가질 수 있다.When the second conductive layer 150 contacts the side surface and top surface of the first insulating layer 131, the thermal and electrical reliability of the second electrode 246 can be improved. In addition, it may have a reflective function of reflecting light emitted between the first insulating layer 131 and the second electrode 246 upward.

제2도전층(150)은 제1절연층(131)과 제2전극(246) 사이에 제2도전형 반도체층이 노출되는 영역인 제2이격거리에도 배치될 수 있다. 제2도전층(150)은 제2이격 거리에서 제2전극(246)의 측면과 상면 및 제1절연층(131)의 측면과 상면에 접할 수 있다.The second conductive layer 150 may also be disposed at the second separation distance between the first insulating layer 131 and the second electrode 246, which is an area where the second conductive semiconductor layer is exposed. The second conductive layer 150 may contact the side surface and top surface of the second electrode 246 and the side surface and top surface of the first insulating layer 131 at the second separation distance.

또한, 제2 이격 거리 내에서 제2도전층(150)과 제2도전형 반도체층(127)이 접하여 쇼트키 접합이 형성되는 영역이 배치될 수 있으며, 쇼트키 접합을 형성함으로써 전류 분산이 용이해질 수 있다.In addition, a region in which the second conductive layer 150 and the second conductive type semiconductor layer 127 contact each other within the second separation distance to form a Schottky junction may be disposed, and current distribution is facilitated by forming the Schottky junction. it can be done

제2절연층(132)은 제2전극(246), 제2도전층(150)을 제1도전층(165)과 전기적으로 절연시킨다. 제1도전층(165)은 제2절연층(132)을 관통하여 제1전극(142)과 전기적으로 연결될 수 있다.The second insulating layer 132 electrically insulates the second electrode 246 and the second conductive layer 150 from the first conductive layer 165 . The first conductive layer 165 may be electrically connected to the first electrode 142 through the second insulating layer 132 .

발광구조물(120)의 하부면과 리세스(128)의 형상을 따라 제1도전층(165)과 접합층(160)이 배치될 수 있다. 제1도전층(165)은 반사율이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로 제1도전층(165)은 알루미늄을 포함할 수 있다. 제1도전층(165)이 알루미늄을 포함하는 경우, 활성층(126)에서 방출되는 광을 상부로 반사하는 역할을 하여 광 추출 효율을 향상할 수 있다.The first conductive layer 165 and the bonding layer 160 may be disposed along the shape of the lower surface of the light emitting structure 120 and the recess 128 . The first conductive layer 165 may be made of a material having excellent reflectivity. For example, the first conductive layer 165 may include aluminum. When the first conductive layer 165 includes aluminum, it serves to reflect light emitted from the active layer 126 upward, thereby improving light extraction efficiency.

접합층(160)은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예시적으로 접합층(160)은 금, 주석, 인듐, 알루미늄, 실리콘, 은, 니켈, 및 구리로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.The bonding layer 160 may include a conductive material. For example, the bonding layer 160 may include a material selected from the group consisting of gold, tin, indium, aluminum, silicon, silver, nickel, and copper, or an alloy thereof.

기판(170)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로 기판(170)은 금속 또는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 기판(170)은 전기 전도도 및/또는 열 전도도가 우수한 금속일 수 있다. 이 경우 반도체 소자 동작시 발생하는 열을 신속이 외부로 방출할 수 있다. The substrate 170 may be made of a conductive material. For example, the substrate 170 may include a metal or semiconductor material. The substrate 170 may be a metal having excellent electrical conductivity and/or thermal conductivity. In this case, the heat generated during operation of the semiconductor device can be quickly dissipated to the outside.

기판(170)은 실리콘, 몰리브덴, 실리콘, 텅스텐, 구리 및 알루미늄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.The substrate 170 may include a material selected from the group consisting of silicon, molybdenum, silicon, tungsten, copper, and aluminum, or an alloy thereof.

발광구조물(120)의 상면에는 요철이 형성될 수 있다. 이러한 요철은 발광구조물(120)에서 출사되는 광의 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 요철은 자외선 파장에 따라 평균 높이가 다를 수 있으며, UV-C의 경우 300 nm 내지 800 nm 정도의 높이를 갖고, 평균 500nm 내지 600nm 정도의 높이를 가질 때 광 추출 효율이 향상될 수 있다.An upper surface of the light emitting structure 120 may have irregularities. Such irregularities may improve extraction efficiency of light emitted from the light emitting structure 120 . The irregularities may have different average heights depending on the wavelength of the ultraviolet light. In the case of UV-C, the light extraction efficiency may be improved when the irregularities have a height of about 300 nm to about 800 nm and an average height of about 500 nm to about 600 nm.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 평면도이다.6A and 6B are plan views of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

발광구조물(120)은 Al 조성이 높아지면, 발광구조물(120) 내에서 전류 확산 특성이 저하될 수 있다. 또한, 활성층(126)은 GaN 기반의 청색 발광 소자에 비하여 측면으로 방출하는 광량이 증가하게 된다(TM 모드). 이러한 TM모드는 자외선 반도체 소자에서 발생할 수 있다.When the Al composition of the light emitting structure 120 increases, current spreading characteristics within the light emitting structure 120 may deteriorate. In addition, the active layer 126 increases the amount of light emitted to the side compared to the GaN-based blue light emitting device (TM mode). This TM mode may occur in an ultraviolet semiconductor device.

실시 예에 따르면, 자외선 영역의 파장대를 발광하는 GaN 반도체는 전류 확산을 위해 청색 발광하는 GaN 반도체에 비해 상대적으로 많은 개수의 리세스(128)를 형성하여 제1전극(142)을 배치할 수 있다.According to the embodiment, a relatively large number of recesses 128 may be formed to dispose the first electrode 142 in a GaN semiconductor emitting light in a wavelength band in the ultraviolet region compared to a GaN semiconductor emitting blue light for current diffusion. .

도 6a를 참고하면, Al의 조성이 높아지면 전류 분산 특성이 악화될 수 있다. 따라서, 각각의 제1전극(142)에 인근지점에만 전류가 분산되며, 거리가 먼 지점에서는 전류밀도가 급격히 낮아질 수 있다. 따라서, 유효 발광 영역(P2)이 좁아질 수 있다. 유효 발광 영역(P2)은 전류 밀도가 가장 높은 제1전극(142)의 인근 지점에서의 전류 밀도를 기준으로 전류 밀도가 40%이하인 경계지점까지의 영역으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 유효 발광 영역(P2)은 리세스(128)의 중심으로부터 40um 이내의 영역에서 주입 전류의 레벨, Al 농도에 따라 조절될 수 있다.Referring to FIG. 6A , current dissipation characteristics may be deteriorated when the composition of Al is increased. Therefore, the current is distributed only at points adjacent to each first electrode 142, and the current density may rapidly decrease at points far away from each other. Accordingly, the effective light emitting region P2 may be narrowed. The effective light emitting region P2 may be defined as an area up to a boundary point where the current density is 40% or less based on the current density at a point near the first electrode 142 having the highest current density. For example, the effective light emitting region P2 may be adjusted according to the injection current level and the Al concentration in an area within 40 μm from the center of the recess 128 .

특히, 이웃한 제1전극(142) 사이인 저전류밀도영역(P3)은 전류밀도가 낮아서 발광에 거의 기여하지 못한다. 따라서, 실시 예는 전류밀도가 낮은 저전류밀도영역(P3)에 제1전극(142)을 더 배치하여 광 출력을 향상시킬 수 있다.In particular, the low current density region P3 between adjacent first electrodes 142 has a low current density and thus hardly contributes to light emission. Therefore, in the embodiment, the light output can be improved by further disposing the first electrode 142 in the low current density region P3 where the current density is low.

일반적으로 GaN 반도체층의 경우 상대적으로 전류 분산 특성이 우수하므로 리세스(128) 및 제1전극(142)의 면적을 최소화하는 것이 바람직하다. 리세스(128)와 제1전극(142)의 면적이 커질수록 활성층(126)의 면적이 작아지기 때문이다. 그러나, 실시 예의 경우 Al의 농도가 높아 전류 확산 특성이 상대적으로 떨어지므로 활성층(126)의 면적을 희생하더라도 제1전극(142)의 개수를 증가시켜 저전류밀도영역(P3)을 줄이는 것이 바람직할 수 있다.In general, since the GaN semiconductor layer has relatively excellent current dissipation characteristics, it is preferable to minimize the area of the recess 128 and the first electrode 142 . This is because the area of the active layer 126 decreases as the area of the recess 128 and the first electrode 142 increases. However, in the case of the embodiment, since the current spreading characteristic is relatively low due to the high concentration of Al, it is preferable to reduce the low current density region P3 by increasing the number of first electrodes 142 even if the area of the active layer 126 is sacrificed. can

도 6b를 참고하면, 리세스(128)의 개수가 48개인 경우에는 리세스(128)가 가로 세로 방향으로 일직선으로 배치되지 못하고, 지그재그로 배치될 수 있다. 이 경우 저전류밀도영역(P3)의 면적은 더욱 좁아져 대부분의 활성층이 발광에 참여할 수 있다. 리세스(128)의 개수가 70개 내지 110개가 되는 경우 전류가 더 효율적으로 분산되어 동작 전압이 더 낮아지고 광 출력은 향상될 수 있다. UV-C를 발광하는 반도체 소자에서는 리세스(128)의 개수가 70개보다 적을 경우 전기적 광학적 특성이 저하될 수 있고, 110개보다 많을 경우 전기적 특성은 향상될 수 있지만 발광층의 부피가 줄어들어 광학적 특성이 저하될 수 있다.Referring to FIG. 6B , when the number of recesses 128 is 48, the recesses 128 may not be arranged in a straight line in the horizontal and vertical directions, but may be arranged in a zigzag pattern. In this case, the area of the low current density region P3 is further narrowed so that most of the active layer can participate in light emission. When the number of recesses 128 is 70 to 110, current is more efficiently distributed, so that operating voltage is lowered and light output can be improved. In a semiconductor device emitting UV-C, if the number of recesses 128 is less than 70, electrical and optical characteristics may deteriorate, and if the number of recesses 128 is greater than 110, electrical characteristics may be improved, but the volume of the light emitting layer decreases, thereby reducing optical characteristics. this may deteriorate.

복수 개의 제1전극(142)이 제1도전형 반도체층(122)과 접촉하는 제1면적은 발광구조물(120)의 수평방향 최대 단면적의 7.4% 이상 20% 이하, 또는 10% 이상 20%이하일 수 있다. 제1면적은 각각의 제1전극(142)이 제1도전형 반도체층(122)과 접촉하는 면적의 합일 수 있다.The first area where the plurality of first electrodes 142 contact the first conductive type semiconductor layer 122 is 7.4% or more and 20% or less, or 10% or more and 20% or less of the maximum cross-sectional area of the light emitting structure 120 in the horizontal direction. can The first area may be the sum of areas in which each of the first electrodes 142 contact the first conductive type semiconductor layer 122 .

복수 개의 제1전극(142)의 제1면적이 7.4% 미만인 경우에는 충분한 전류 확산 특성을 가질 수 없어 광 출력이 감소하며, 20%를 초과하는 경우에는 활성층 및 제2전극의 면적이 과도하게 감소하여 동작 전압이 상승하고 광 출력이 감소하는 문제가 있다.When the first area of the plurality of first electrodes 142 is less than 7.4%, light output is reduced because sufficient current spreading characteristics are not obtained, and when it exceeds 20%, the area of the active layer and the second electrode is excessively reduced. As a result, there is a problem in that the operating voltage increases and the light output decreases.

또한, 복수 개의 리세스(128)의 총면적은 발광구조물(120)의 수평방향 최대 단면적의 13% 이상 30% 이하일 수 있다. 리세스(128)의 총면적이 상기 조건을 만족하기 못하면 제1전극(142)의 총면적을 7.4% 이상 20% 이하로 제어하기 어렵다. 또한, 동작 전압이 상승하고 광 출력이 감소하는 문제가 있다.In addition, the total area of the plurality of recesses 128 may be 13% or more and 30% or less of the maximum cross-sectional area of the light emitting structure 120 in the horizontal direction. If the total area of the recess 128 does not satisfy the above condition, it is difficult to control the total area of the first electrode 142 to 7.4% or more and 20% or less. In addition, there is a problem that the operating voltage increases and the light output decreases.

제2전극(246)이 제2도전형 반도체층(126)과 접촉하는 제2면적은 발광구조물(120)의 수평방향 최대 단면적의 35% 이상 70% 이하일 수 있다. 제2면적은 제2전극(246)이 제2도전형 반도체층(126)과 접촉하는 총면적일 수 있다.The second area where the second electrode 246 contacts the second conductive type semiconductor layer 126 may be 35% or more and 70% or less of the maximum cross-sectional area of the light emitting structure 120 in the horizontal direction. The second area may be the total area where the second electrode 246 contacts the second conductive type semiconductor layer 126 .

제2면적이 35% 미만인 경우에는 제2전극의 면적이 과도하게 작아져 동작 전압이 상승하고, 홀의 주입 효율이 떨어지는 문제가 있다. 제2면적이 70%를 초과하는 경우에는 제1면적을 효과적으로 넓힐 수 없어 전자의 주입 효율이 떨어지는 문제가 있다.When the second area is less than 35%, the area of the second electrode is excessively small, resulting in an increase in operating voltage and a decrease in hole injection efficiency. When the second area exceeds 70%, the first area cannot be effectively enlarged, resulting in poor electron injection efficiency.

제1면적과 제2면적은 반비례 관계를 갖는다. 즉, 제1전극의 개수를 늘리기 위해서 리세스의 개수를 늘리는 경우 제2전극의 면적이 감소하게 된다. 광 출력을 높이기 위해서는 전자와 홀의 분산 특성이 균형을 이루어야 한다. 따라서, 제1면적과 제2면적의 적정한 비율을 정하는 것이 중요하다.The first area and the second area have an inversely proportional relationship. That is, when the number of recesses is increased to increase the number of first electrodes, the area of the second electrode is reduced. In order to increase light output, the dispersion characteristics of electrons and holes must be balanced. Therefore, it is important to determine an appropriate ratio between the first area and the second area.

복수 개의 제1전극이 제1도전형 반도체층에 접촉하는 제1면적과 제2전극이 제2도전형 반도체층에 접촉하는 제2면적의 비(제1면적:제2면적)는 1:3 내지 1:10일 수 있다.The ratio (first area : second area) of the first area where the plurality of first electrodes contact the first conductivity type semiconductor layer and the second area where the second electrode contacts the second conductivity type semiconductor layer is 1:3. to 1:10.

면적비가 1:10보다 커지는 경우에는 제1면적이 상대적으로 작아 전류 분산 특성이 악화될 수 있다. 또한, 면적비가 1:3보다 작아지는 경우 상대적으로 제2면적이 작아지는 문제가 있다.When the area ratio is greater than 1:10, the first area is relatively small, and current dissipation characteristics may deteriorate. In addition, when the area ratio is smaller than 1:3, there is a problem in that the second area is relatively small.

도 7은 광흡수층, 및 중간층이 형성된 발광구조물을 개념도이고, 도 8은 벌크 구조를 갖는 광흡수층의 단면 사진이고, 도 9는 초격자 구조를 갖는 광흡수층의 단면 사진이고, 도 10은 기판을 분리하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 발광구조물을 식각하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 제조된 반도체 소자를 보여주는 도면이다.7 is a conceptual diagram of a light emitting structure in which a light absorbing layer and an intermediate layer are formed, FIG. 8 is a cross-sectional photograph of a light absorbing layer having a bulk structure, FIG. 9 is a cross sectional photograph of a light absorbing layer having a superlattice structure, and FIG. A diagram for explaining a process of separating, FIG. 11 is a view for explaining a process of etching a light emitting structure, and FIG. 12 is a view showing a manufactured semiconductor device.

도 7을 참고하면, 성장기판(121) 상에 버퍼층(122), 광흡수층(123), 제1-1도전형 반도체층(124a), 중간층(125), 제1-2도전형 반도체층(124b), 활성층(126), 제2도전형 반도체층(127)을 순차로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 7 , a buffer layer 122, a light absorption layer 123, a 1-1 conductive semiconductor layer 124a, an intermediate layer 125, and a 1-2 conductive semiconductor layer (on a growth substrate 121) 124b), the active layer 126, and the second conductive type semiconductor layer 127 may be sequentially formed.

광흡수층(123)은 알루미늄 조성이 낮은 제1광흡수층(123a) 및 알루미늄 조성이 높은 제2광흡수층(123b)을 포함한다. 제1광흡수층(123a)과 제2광흡수층(123b)은 교대로 복수 개가 배치될 수 있다.The light absorption layer 123 includes a first light absorption layer 123a having a low aluminum composition and a second light absorption layer 123b having a high aluminum composition. A plurality of first light absorbing layers 123a and second light absorbing layers 123b may be alternately disposed.

제1광흡수층(123a)의 알루미늄 조성은 제1도전형 반도체층(124)의 알루미늄 조성보다 낮을 수 있다. 제1광흡수층(123a)은 LLO 공정시 레이저를 흡수하여 분리되는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 성장기판을 제거할 수 있다.The aluminum composition of the first light absorption layer 123a may be lower than the aluminum composition of the first conductive semiconductor layer 124 . The first light absorbing layer 123a may serve to be separated by absorbing laser during the LLO process. Thus, the growth substrate can be removed.

제1광흡수층(123a)의 두께와 알루미늄 조성은 246nm의 파장을 갖는 레이저를 흡수하기 위해 적절히 조절될 수 있다. 제1광흡수층(123a)의 알루미늄 조성은 20% 내지 50%이고, 두께는 1nm 내지 10nm일 수 있다. 예시적으로 제1광흡수층(123a)은 AlGaN일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.The thickness and aluminum composition of the first light absorption layer 123a may be appropriately adjusted to absorb a laser having a wavelength of 246 nm. The aluminum composition of the first light absorption layer 123a may be 20% to 50%, and the thickness may be 1 nm to 10 nm. Illustratively, the first light absorption layer 123a may be AlGaN, but is not limited thereto.

제2광흡수층(123b)의 알루미늄 조성은 제1도전형 반도체층(124)의 알루미늄 조성보다 높을 수 있다. 제2광흡수층(123b)은 제1광흡수층(123a)에 의해 낮아진 알루미늄 조성을 높여 광흡수층(123) 위에 성장하는 제1도전형 반도체층(124)의 결정성을 향상시킬 수 있다.The aluminum composition of the second light absorption layer 123b may be higher than that of the first conductive type semiconductor layer 124 . The second light absorbing layer 123b may improve the crystallinity of the first conductive semiconductor layer 124 grown on the light absorbing layer 123 by increasing the aluminum composition lowered by the first light absorbing layer 123a.

예시적으로 제2광흡수층(123b)의 알루미늄 조성은 60% 내지 100%이고, 두께는 0.1nm 내지 2.0nm일 수 있다. 제2광흡수층(123b)은 AlGaN 또는 AlN일 수도 있다.For example, the aluminum composition of the second light absorption layer 123b may be 60% to 100%, and the thickness may be 0.1 nm to 2.0 nm. The second light absorption layer 123b may be AlGaN or AlN.

246nm의 파장의 레이저를 흡수하기 위해, 제1광흡수층(123a)의 두께는 제2광흡수층(123b)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 제1광흡수층(123a)의 두께는 1nm 내지 10nm일 수 있고, 제2광흡수층(123b)의 두께는 0.5nm 내지 2.0nm일 수 있다. In order to absorb a laser having a wavelength of 246 nm, the thickness of the first light absorption layer 123a may be greater than that of the second light absorption layer 123b. The thickness of the first light absorbing layer 123a may be 1 nm to 10 nm, and the thickness of the second light absorbing layer 123b may be 0.5 nm to 2.0 nm.

제1광흡수층(123a)과 제2광흡수층(123b)의 두께비는 2:1 내지 6:1일 수 있다. 두께비가 2:1보다 작은 경우 제1광흡수층(123a)이 얇아져 레이저를 충분히 흡수하기 어렵고, 두께비가 6:1보다 큰 경우 제2광흡수층(123b)이 너무 얇아져 광흡수층의 알루미늄 전체 조성이 낮아지는 문제가 있다.The thickness ratio of the first light absorbing layer 123a and the second light absorbing layer 123b may be 2:1 to 6:1. If the thickness ratio is less than 2: 1, the first light absorbing layer 123a becomes thin and it is difficult to sufficiently absorb the laser, and if the thickness ratio is greater than 6: 1, the second light absorbing layer 123b becomes too thin and the total aluminum composition of the light absorbing layer is low. There is a losing problem.

광흡수층(123)의 전체 두께는 100nm보다 크고 400nm보다 작을 수 있다. 두께가 100nm보다 작은 경우 제1광흡수층(123a)의 두께가 얇아져 246nm 레이저를 충분히 흡수하기 어려운 문제가 있으며, 두께가 400nm보다 커지는 경우 알루미늄 조성이 전체적으로 낮아져 결정성이 악화되는 문제가 있다.The total thickness of the light absorption layer 123 may be greater than 100 nm and less than 400 nm. When the thickness is less than 100 nm, the thickness of the first light absorption layer 123a becomes thin, making it difficult to sufficiently absorb the 246 nm laser.

실시 예에 따르면, 초격자 구조의 광흡수층(123)을 형성하여 결정성을 향상시킬 수 있다. 이러한 구성에 의하여 광흡수층(123)은 성장기판(121)과 발광구조물(120) 사이의 격자 부정합을 완화하는 버퍼층으로 기능할 수 있다. 도 8에 비해 도 9의 광흡수층(123)의 표면까지 전이된 결정 결함이 상대적으로 크게 줄어들어 결정성이 더 우수한 것을 알 수 있다.According to the embodiment, crystallinity may be improved by forming the light absorption layer 123 having a superlattice structure. With this configuration, the light absorbing layer 123 can function as a buffer layer that alleviates lattice mismatch between the growth substrate 121 and the light emitting structure 120 . Compared to FIG. 8, it can be seen that crystal defects transferred to the surface of the light absorption layer 123 of FIG. 9 are relatively greatly reduced, resulting in better crystallinity.

중간층(125)은 제1도전형 반도층과 활성층(126) 사이, 또는 제1도전형 반도체층(124)의 내부에 배치될 수 있다. 중간층(125)은 제1도전형 반도체층(124)보다 알루미늄 조성이 낮은 제1중간층(125a) 및 제1도전형 반도체층(124)보다 알루미늄 조성이 높은 제2중간층(125b)을 포함한다.The intermediate layer 125 may be disposed between the first conductive semiconductor layer and the active layer 126 or inside the first conductive semiconductor layer 124 . The intermediate layer 125 includes a first intermediate layer 125a having a lower aluminum composition than the first conductive semiconductor layer 124 and a second intermediate layer 125b having a higher aluminum composition than the first conductive semiconductor layer 124 .

제1중간층(125a)의 알루미늄 조성은 제1도전형 반도체층(124)의 알루미늄 조성보다 낮을 수 있다. 제1중간층(125a)은 LLO 공정시 광흡수층(123)을 투과하여 광흡수층(123)의 상부에 배치되는 반도체층에 조사되는 레이저를 흡수하여 활성층(126)의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 광 출력 및 전기적 특성이 향상될 수 있다. 중간층(125)의 구성은 도 2에서 설명한 구조가 모두 적용될 수 있다.The aluminum composition of the first intermediate layer 125a may be lower than the aluminum composition of the first conductive semiconductor layer 124 . The first intermediate layer 125a transmits the light absorbing layer 123 during the LLO process and absorbs laser irradiated to the semiconductor layer disposed above the light absorbing layer 123 to prevent damage to the active layer 126. can Accordingly, light output and electrical characteristics may be improved. All of the structures described in FIG. 2 may be applied to the configuration of the intermediate layer 125 .

도 10을 참고하면, 성장기판(121)을 제거하는 단계는 성장기판(121) 측에서 레이저(L1)를 조사하여 성장기판(121)을 분리할 수 있다. 레이저(L1)는 제1광흡수층(123a)이 흡수할 수 있는 파장대를 가질 수 있다. 일 예로, 레이저는 248nm 파장대를 갖는 KrF 레이저일 수 있다. Referring to FIG. 10 , in the step of removing the growth substrate 121 , the growth substrate 121 may be separated by irradiating a laser L1 from the side of the growth substrate 121 . The laser L1 may have a wavelength band that can be absorbed by the first light absorption layer 123a. For example, the laser may be a KrF laser having a wavelength of 248 nm.

성장기판(121), 제2광흡수층(123b)은 에너지 밴드갭이 커서 레이저(L1)를 흡수하지 않는다. 그러나, 알루미늄 조성이 낮은 제1광흡수층(123a)은 레이저(L1)를 흡수하여 분해될 수 있다. 따라서, 성장기판(121)과 함께 분리될 수 있다.The growth substrate 121 and the second light absorption layer 123b do not absorb the laser L1 because of their large energy band gap. However, the first light absorption layer 123a having a low aluminum composition may be decomposed by absorbing the laser L1. Therefore, it can be separated together with the growth substrate 121 .

이때, 레이저의 일부가 광흡수층(123)을 투과하여 활성층(126)에 인가되면 발광구조물(120)에 데미지가 발생하여 광 출력이 감소할 수 있다. 따라서, 실시 예에 따르면 제1도전형 반도체층(124)과 활성층(126) 사이에 중간층(125)이 배치되어 광흡수층(123)을 투과한 레이저를 흡수할 수 있다. In this case, when a portion of the laser is applied to the active layer 126 through the light absorption layer 123, damage may occur to the light emitting structure 120, and thus light output may decrease. Therefore, according to the embodiment, the intermediate layer 125 is disposed between the first conductive semiconductor layer 124 and the active layer 126 to absorb the laser transmitted through the light absorption layer 123 .

이때, 레이저는 대부분 광흡수층에 흡수되므로 중간층(125)을 분리시킬 만큼의 에너지가 없다. 따라서, 중간층(125)은 레이저를 흡수하여도 분리되지 않을 수 있다. 또한, 중간층(125)이 레이저를 흡수하여 분리되지 않도록 광흡수층(123)의 두께 또는 레이저의 출력을 조절할 수 있다.At this time, since most of the laser is absorbed by the light absorption layer, there is not enough energy to separate the intermediate layer 125 . Therefore, the intermediate layer 125 may not be separated even when the laser is absorbed. In addition, the thickness of the light absorbing layer 123 or the output of the laser may be adjusted so that the intermediate layer 125 absorbs the laser and is not separated.

이후, 제1도전형 반도체층(124a)에 잔존하는 광흡수층(123-2)은 레벨링에 의해 제거될 수 있다.Thereafter, the light absorbing layer 123-2 remaining in the first conductive semiconductor layer 124a may be removed by leveling.

도 11을 참고하면, 제2도전형 반도체층(127)상에 제2도전층(150)을 형성한 후 발광구조물(120)의 제1도전형 반도체층(124) 일부까지 관통하는 리세스(128)를 복수 개 형성할 수 있다. 이후, 절연층(130)을 리세스(128)의 측면 및 제2도전형 반도체층(127)상에 형성할 수 있다. 이후, 리세스(128)에 의해 노출된 제1도전형 반도체층(124b)에 제1전극(142)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 11 , after the second conductive layer 150 is formed on the second conductive semiconductor layer 127, a recess penetrating to a part of the first conductive semiconductor layer 124 of the light emitting structure 120 ( 128) may be formed in plurality. After that, the insulating layer 130 may be formed on the side surface of the recess 128 and the second conductive type semiconductor layer 127 . After that, the first electrode 142 may be formed on the first conductive type semiconductor layer 124b exposed by the recess 128 .

도 12를 참고하면, 제1도전층(165)은 절연층(130)의 하부에 형성될 수 있다. 제1도전층(165)은 절연층(130)에 의해 제2도전층(150)과 전기적으로 절연될 수 있다.Referring to FIG. 12 , the first conductive layer 165 may be formed under the insulating layer 130 . The first conductive layer 165 may be electrically insulated from the second conductive layer 150 by the insulating layer 130 .

이후, 제1도전층(165)의 하부에 도전성 기판(170)을 형성하고, 메사 식각에 의해 노출된 제2도전층(150)상에는 제2전극패드(166)를 형성할 수 있다.Thereafter, the conductive substrate 170 may be formed under the first conductive layer 165, and the second electrode pad 166 may be formed on the second conductive layer 150 exposed by mesa etching.

반도체 소자는 패키지로 구성되어, 수지(resin)나 레지스트(resist)나 SOD 또는 SOG의 경화용으로 사용될 수 있다. 또는, 반도체 소자는 치료용 의료용으로 사용되거나 공기 청정기나 정수기 등의 살균에 사용될 수도 있다.The semiconductor device is configured as a package and may be used for curing of resin, resist, SOD, or SOG. Alternatively, the semiconductor device may be used for medical treatment or for sterilization of air purifiers or water purifiers.

도 13을 참고하면, 반도체 소자 패키지는 홈(2a)이 형성된 몸체(2), 몸체(2)에 배치되는 반도체 소자(1), 및 몸체(2)에 배치되어 반도체 소자(1)와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 리드 프레임(3, 4)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 13 , the semiconductor device package includes a body 2 having a groove 2a, a semiconductor device 1 disposed in the body 2, and a semiconductor device 1 disposed in the body 2 electrically. A pair of connected lead frames 3 and 4 may be included.

몸체(2)는 자외선 광을 반사하는 재질 또는 코팅층을 포함할 수 있다. 또한, 반도체 소자(1)를 덮는 몰드부재(5)는 자외선 광을 투과하는 재질을 포함할 수 있다.The body 2 may include a material or coating layer that reflects ultraviolet light. In addition, the mold member 5 covering the semiconductor device 1 may include a material that transmits ultraviolet light.

반도체 소자는 조명 시스템의 광원으로 사용되거나, 영상표시장치의 광원이나 조명장치의 광원으로 사용될 수 있다. 즉, 반도체 소자는 케이스에 배치되어 광을 제공하는 다양한 전자 디바이스에 적용될 수 있다. 예시적으로, 반도체 소자와 RGB 형광체를 혼합하여 사용하는 경우 연색성(CRI)이 우수한 백색광을 구현할 수 있다.The semiconductor device may be used as a light source of a lighting system, or may be used as a light source of an image display device or a light source of a lighting device. That is, the semiconductor element may be applied to various electronic devices disposed in a case to provide light. Illustratively, when a semiconductor device and an RGB phosphor are mixed and used, white light having excellent color rendering index (CRI) can be implemented.

상술한 반도체 소자는 발광소자 패키지로 구성되어, 조명 시스템의 광원으로 사용될 수 있는데, 예를 들어 영상표시장치의 광원이나 조명 장치 등의 광원으로 사용될 수 있다.The semiconductor device described above is configured as a light emitting device package and can be used as a light source of a lighting system, for example, a light source of an image display device or a light source of a lighting device.

영상표시장치의 백라이트 유닛으로 사용될 때 에지 타입의 백라이트 유닛으로 사용되거나 직하 타입의 백라이트 유닛으로 사용될 수 있고, 조명 장치의 광원으로 사용될 때 등기구나 벌브 타입으로 사용될 수도 있으며, 또한 이동 단말기의 광원으로 사용될 수도 있다.When used as a backlight unit of an image display device, it can be used as an edge-type backlight unit or a direct-type backlight unit, and when used as a light source for a lighting device, it can be used as a lamp or bulb type, and can also be used as a light source for mobile terminals. may be

발광 소자는 상술한 발광 다이오드 외에 레이저 다이오드가 있다.The light emitting element includes a laser diode in addition to the light emitting diode described above.

레이저 다이오드는, 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1도전형 반도체층과 활성층 및 제2도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 그리고, p-형의 제1 도전형 반도체와 n-형의 제2 도전형 반도체를 접합시킨 뒤 전류를 흘러주었을 때 빛이 방출되는 electro-luminescence(전계발광) 현상을 이용하나, 방출되는 광의 방향성과 위상에서 차이점이 있다. 즉, 레이저 다이오드는 여기 방출(stimulated emission)이라는 현상과 보강간섭 현상 등을 이용하여 하나의 특정한 파장(단색광, monochromatic beam)을 가지는 빛이 동일한 위상을 가지고 동일한 방향으로 방출될 수 있으며, 이러한 특성으로 인하여 광통신이나 의료용 장비 및 반도체 공정 장비 등에 사용될 수 있다.Like the light emitting device, the laser diode may include the first conductivity type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer having the above structure. In addition, an electro-luminescence phenomenon in which light is emitted when a current is passed after bonding a p-type first conductivity type semiconductor and an n-type second conductivity type semiconductor is used, but the directionality of the emitted light There is a difference between and phase. That is, a laser diode can emit light having a specific wavelength (monochromatic beam) with the same phase and in the same direction by using a phenomenon called stimulated emission and a constructive interference phenomenon. Due to this, it can be used for optical communication, medical equipment, and semiconductor processing equipment.

수광 소자로는 빛을 검출하여 그 강도를 전기 신호로 변환하는 일종의 트랜스듀서인 광 검출기(photodetector)를 예로 들 수 있다. 이러한 광 검출기로서, 광전지(실리콘, 셀렌), 광 출력전 소자(황화 카드뮴, 셀렌화 카드뮴), 포토 다이오드(예를 들어, visible blind spectral region이나 true blind spectral region에서 피크 파장을 갖는 PD), 포토 트랜지스터, 광전자 증배관, 광전관(진공, 가스 봉입), IR(Infra-Red) 검출기 등이 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.A photodetector, which is a type of transducer that detects light and converts its intensity into an electrical signal, may be exemplified as the light receiving element. As such an optical detector, a photovoltaic cell (silicon, selenium), an optical output device (cadmium sulfide, cadmium selenide), a photodiode (eg, a PD having a peak wavelength in a visible blind spectral region or a true blind spectral region), a photodetector Transistors, photomultiplier tubes, photoelectric tubes (vacuum, gas filled), IR (Infra-Red) detectors, etc., but embodiments are not limited thereto.

또한, 광검출기와 같은 반도체 소자는 일반적으로 광변환 효율이 우수한 직접 천이 반도체(direct bandgap semiconductor)를 이용하여 제작될 수 있다. 또는, 광검출기는 구조가 다양하여 가장 일반적인 구조로는 p-n 접합을 이용하는 pin형 광검출기와, 쇼트키접합(Schottky junction)을 이용하는 쇼트키형 광검출기와, MSM(Metal Semiconductor Metal)형 광검출기 등이 있다. In addition, a semiconductor device such as a photodetector may be fabricated using a direct bandgap semiconductor having excellent light conversion efficiency. Alternatively, photodetectors have various structures, and the most common structures include a pin type photodetector using a p-n junction, a Schottky type photodetector using a Schottky junction, and a Metal Semiconductor Metal (MSM) type photodetector. there is.

포토 다이오드(Photodiode)는 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2도전형 반도체층을 포함할 수 있고, pn접합 또는 pin 구조로 이루어진다. 포토 다이오드는 역바이어스 혹은 제로바이어스를 가하여 동작하게 되며, 광이 포토 다이오드에 입사되면 전자와 정공이 생성되어 전류가 흐른다. 이때 전류의 크기는 포토 다이오드에 입사되는 광의 강도에 거의 비례할 수 있다.Like a light emitting device, a photodiode may include a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer having the above-described structure, and has a pn junction or pin structure. The photodiode operates by applying a reverse bias or zero bias, and when light is incident on the photodiode, electrons and holes are generated and current flows. In this case, the size of the current may be substantially proportional to the intensity of light incident on the photodiode.

광전지 또는 태양 전지(solar cell)는 포토 다이오드의 일종으로, 광을 전류로 변환할 수 있다. 태양 전지는, 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2도전형 반도체층을 포함할 수 있다. A photovoltaic cell or solar cell is a type of photodiode and can convert light into electric current. A solar cell, like a light emitting device, may include a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer having the above structure.

또한, p-n 접합을 이용한 일반적인 다이오드의 정류 특성을 통하여 전자 회로의 정류기로 이용될 수도 있으며, 초고주파 회로에 적용되어 발진 회로 등에 적용될 수 있다.In addition, it can be used as a rectifier of an electronic circuit through the rectification characteristics of a general diode using a p-n junction, and can be applied to an oscillation circuit by being applied to a microwave circuit.

또한, 상술한 반도체 소자는 반드시 반도체로만 구현되지 않으며 경우에 따라 금속 물질을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 수광 소자와 같은 반도체 소자는 Ag, Al, Au, In, Ga, N, Zn, Se, P, 또는 As 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있으며, p형이나 n형 도펀트에 의해 도핑된 반도체 물질이나 진성 반도체 물질을 이용하여 구현될 수도 있다.In addition, the above-described semiconductor device is not necessarily implemented as a semiconductor and may further include a metal material in some cases. For example, a semiconductor device such as a light receiving device may be implemented using at least one of Ag, Al, Au, In, Ga, N, Zn, Se, P, or As, and may be implemented using a p-type or n-type dopant. It may be implemented using a doped semiconductor material or an intrinsic semiconductor material.

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.Although the above has been described with reference to the embodiments, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention belongs will not deviate from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

120: 발광구조물
121: 성장기판
123: 광흡수층
123a: 제1광흡수층
123b: 제2광흡수층
124: 제1도전형 반도체층
125: 중간층
125a: 제1중간층
125b: 제2중간층
126: 활성층
127: 제2도전형 반도체층
120: light emitting structure
121: growth substrate
123: light absorption layer
123a: first light absorption layer
123b: second light absorption layer
124: first conductivity type semiconductor layer
125: middle layer
125a: first intermediate layer
125b: second intermediate layer
126: active layer
127: second conductivity type semiconductor layer

Claims (20)

제1도전형 반도체층,
제2도전형 반도체층,
상기 제1도전형 반도체층과 제2도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층, 및
상기 제1도전형 반도체층과 상기 활성층 사이, 또는 상기 제1도전형 반도체층의 내부에 배치되는 중간층을 포함하는 발광구조물을 포함하고,
상기 제1도전형 반도체층, 중간층, 활성층, 및 제2도전형 반도체층은 알루미늄을 포함하고,
상기 중간층은 제1중간층과 제2중간층을 포함하며,
상기 제1중간층과 상기 제2중간층은 알루미늄을 포함하며,
상기 제1중간층의 알루미늄 조성은 상기 제1도전형 반도체층의 알루미늄 조성보다 낮으며,
상기 제1중간층의 상기 알루미늄 조성은 상기 제2중간층의 알루미늄 조성보다 낮은 반도체 소자.
a first conductive semiconductor layer;
a second conductive semiconductor layer;
An active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, and
A light emitting structure including an intermediate layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the active layer or inside the first conductivity type semiconductor layer,
The first conductive semiconductor layer, the intermediate layer, the active layer, and the second conductive semiconductor layer include aluminum,
The intermediate layer includes a first intermediate layer and a second intermediate layer,
The first intermediate layer and the second intermediate layer include aluminum,
The aluminum composition of the first intermediate layer is lower than the aluminum composition of the first conductivity type semiconductor layer,
The aluminum composition of the first intermediate layer is lower than the aluminum composition of the second intermediate layer semiconductor device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2중간층의 알루미늄 조성은 상기 제1도전형 반도체층의 알루미늄 조성보다 높은 반도체 소자.
According to claim 1,
The aluminum composition of the second intermediate layer is higher than the aluminum composition of the first conductivity-type semiconductor layer.
제1항에 있어서,
상기 제1중간층과 제2중간층은 교대로 복수개 적층되는 반도체 소자.
According to claim 1,
A semiconductor device in which a plurality of first intermediate layers and second intermediate layers are alternately stacked.
제1항에 있어서,
상기 제1중간층의 두께는 상기 제2중간층의 두께보다 두꺼운 반도체 소자.
According to claim 1,
The thickness of the first intermediate layer is thicker than the thickness of the second intermediate layer semiconductor device.
제5항에 있어서,
상기 제1중간층과 제2중간층의 두께비는 2:1 내지 6:1인 반도체 소자.
According to claim 5,
The thickness ratio of the first intermediate layer and the second intermediate layer is 2: 1 to 6: 1 semiconductor device.
제1항에 있어서,
상기 중간층의 전체 두께는 50nm보다 크고 1000nm보다 작은 반도체 소자.
According to claim 1,
A semiconductor device in which the total thickness of the intermediate layer is greater than 50 nm and less than 1000 nm.
제1항에 있어서,
상기 제1중간층의 알루미늄 조성은 30% 내지 60%인 반도체 소자.
According to claim 1,
The aluminum composition of the first intermediate layer is a semiconductor device of 30% to 60%.
제8항에 있어서,
상기 제2중간층의 알루미늄 조성은 60% 내지 100%인 반도체 소자.
According to claim 8,
The aluminum composition of the second intermediate layer is a semiconductor device of 60% to 100%.
제1항에 있어서,
상기 제1도전형 반도체층은 제1-1도전형 반도체층, 및 제1-2도전형 반도체층을 포함하고,
상기 중간층은 제1-1도전형 반도체층, 및 제1-2도전형 반도체층 사이에 배치되는 반도체 소자.
According to claim 1,
The first conductive semiconductor layer includes a 1-1 conductive semiconductor layer and a 1-2 conductive semiconductor layer,
The intermediate layer is disposed between a 1-1st conductivity type semiconductor layer and a 1-2th conductivity type semiconductor layer.
제10항에 있어서,
상기 제1-2도전형 반도체층은 상기 제1-1도전형 반도체층보다 상기 활성층에 가까운 반도체 소자.
According to claim 10,
The 1-2 conductivity type semiconductor layer is closer to the active layer than the 1-1 conductivity type semiconductor layer.
제11항에 있어서,
상기 제1-2도전형 반도체층의 알루미늄 조성은 상기 제1-1도전형 반도체층의 알루미늄 조성보다 낮은 반도체 소자.
According to claim 11,
The aluminum composition of the 1-2 conductivity type semiconductor layer is lower than the aluminum composition of the 1-1 conductivity type semiconductor layer.
제11항에 있어서,
상기 제1-1도전형 반도체층의 두께는 상기 제1-2도전형 반도체층의 두께보다 두꺼운 반도체 소자.
According to claim 11,
The thickness of the 1-1 conductivity type semiconductor layer is thicker than the thickness of the 1-2 conductivity type semiconductor layer.
제12항에 있어서,
상기 발광구조물은 상기 제2도전형 반도체층과 활성층, 및 제1-2도전형 반도체층을 관통하여 상기 중간층의 일부 영역까지 배치되는 복수 개의 리세스를 포함하는 반도체 소자.
According to claim 12,
The light emitting structure includes a plurality of recesses penetrating the second conductive semiconductor layer, the active layer, and the 1-2 conductive semiconductor layers to a partial region of the intermediate layer.
제14항에 있어서,
상기 복수 개의 리세스 내부에 배치되어 상기 제1도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 연결전극을 포함하는 제1도전층을 포함하는 반도체 소자.
According to claim 14,
A semiconductor device comprising a first conductive layer including a connection electrode disposed inside the plurality of recesses and electrically connected to the first conductive type semiconductor layer.
제1항에 있어서,
상기 중간층은 상기 제1도전형 반도체층과 활성층 사이에 배치되는 반도체 소자.
According to claim 1,
The intermediate layer is a semiconductor device disposed between the first conductive semiconductor layer and the active layer.
제16항에 있어서,
상기 발광구조물은 상기 제2도전형 반도체층과 상기 활성층을 관통하여 상기 중간층의 일부 영역까지 배치되는 복수 개의 리세스를 포함하는 반도체 소자.
According to claim 16,
The light emitting structure includes a plurality of recesses penetrating the second conductive semiconductor layer and the active layer and extending to a partial region of the intermediate layer.
제17항에 있어서,
상기 복수 개의 리세스 내부에 배치되어 상기 중간층과 전기적으로 연결되는 연결전극을 포함하는 제1도전층을 포함하는 반도체 소자.
According to claim 17,
A semiconductor device comprising a first conductive layer including a connection electrode disposed inside the plurality of recesses and electrically connected to the intermediate layer.
몸체; 및
상기 몸체에 배치되는 반도체 소자를 포함하고,
상기 반도체 소자는,
제1도전형 반도체층,
제2도전형 반도체층,
상기 제1도전형 반도체층과 제2도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층, 및
상기 제1도전형 반도체층과 상기 활성층 사이, 또는 상기 제1도전형 반도체층의 내부에 배치되는 중간층을 포함하는 발광구조물을 포함하고,
상기 제1도전형 반도체층, 중간층, 활성층, 및 제2도전형 반도체층은 알루미늄을 포함하고,
상기 중간층은 제1중간층 및 제2중간층을 포함하며,
상기 제1중간층 및 상기 제2중간층은 알루미늄을 포함하며,
상기 제1중간층의 알루미늄 조성은 상기 제1도전형 반도체층의 알루미늄 조성보다 낮으며,
상기 제1중간층의 상기 알루미늄 조성은 상기 제2중간층의 알루미늄 조성보다 낮은 반도체 소자 패키지.
body; and
Including a semiconductor device disposed on the body,
The semiconductor device,
a first conductive semiconductor layer;
a second conductive semiconductor layer;
An active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, and
A light emitting structure including an intermediate layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the active layer or inside the first conductivity type semiconductor layer,
The first conductive semiconductor layer, the intermediate layer, the active layer, and the second conductive semiconductor layer include aluminum,
The intermediate layer includes a first intermediate layer and a second intermediate layer,
The first intermediate layer and the second intermediate layer include aluminum,
The aluminum composition of the first intermediate layer is lower than the aluminum composition of the first conductivity type semiconductor layer,
The aluminum composition of the first intermediate layer is lower than the aluminum composition of the second intermediate layer semiconductor device package.
기판상에 광흡수층과 제1항에 따른 발광구조물을 순차적으로 형성하는 단계; 및
상기 기판에 레이저를 조사하여 상기 광흡수층과 상기 제1도전형 반도체층을 분리하는 단계를 포함하고,
상기 분리하는 단계에서,
상기 광흡수층과 상기 중간층은 상기 레이저를 흡수하는 반도체 소자 제조방법.
sequentially forming a light absorbing layer and the light emitting structure according to claim 1 on a substrate; and
and irradiating a laser to the substrate to separate the light absorption layer and the first conductive type semiconductor layer,
In the separation step,
The light absorbing layer and the intermediate layer absorb the laser.
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