KR20110101573A - Nitride semiconductor light emitting device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각 본딩 패드로부터 연장되는 연장전극 형성시 각 전극 간의 동일 거리 및 대칭적인 설계를 적용하여 전류의 확산을 균일하게 시킴으로써 광 추출 및 소자의 신뢰성을 향상시키도록 한 질화물 반도체 발광소자에 관한 것으로서, 기판상에 제 1 영역 및 상기 제 1 영역과 서로 맞물려 있는 핑거 구조의 제 2 영역으로 구분되게 형성되는 제 1 도전형 질화물 반도체층과, 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층의 제 2 영역상에 차례로 적층되어 형성되는 활성층 및 제 2 도전형 질화물 반도체층과, 상기 제 2 도전형 질화물 반도체층상에 형성되는 투명전극과, 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층의 제 1 영역상에 일정한 간격을 가지면서 대칭 구조를 갖고 적어도 한 지점에서 서로 연결되며 핑거 구조로 다수의 가지 전극을 갖고 형성되는 제 1 전극과, 상기 투명전극상에 형성되고 상기 제 1 전극을 감싸면서 각 변에서 연장된 적어도 하나의 가지 전극이 상기 제 1 전극의 가지 전극과 동일 선상에 형성되는 제 2 전극을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a nitride semiconductor light emitting device which improves light extraction and device reliability by uniformly spreading current by applying the same distance and symmetrical design between each electrode when forming extension electrodes extending from each bonding pad. And a first conductivity type nitride semiconductor layer formed on the substrate to be divided into a first region and a second region of a finger structure engaged with the first region, and on the second region of the first conductivity type nitride semiconductor layer. With a predetermined interval on the active layer and the second conductivity type nitride semiconductor layer, which are formed by being laminated in sequence, the transparent electrode formed on the second conductivity type nitride semiconductor layer, and the first region of the first conductivity type nitride semiconductor layer A first electrode having a symmetrical structure and connected to each other at at least one point and having a plurality of branch electrodes in a finger structure; At least one branch electrode formed on the transparent electrode and surrounding the first electrode and extending from each side includes a second electrode formed on the same line as the branch electrode of the first electrode.
Description
본 발명은 질화물 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 전류 분산을 균일하게 시킴으로써 광 추출 및 소자의 신뢰성을 향상시키도록 한 질화물 반도체 발광소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nitride semiconductor light emitting device, and more particularly to a nitride semiconductor light emitting device for improving light extraction and device reliability by making current dispersion uniform.
일반적으로, 질화물계 반도체는 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 Ⅲ-Ⅴ족 반도체결정으로서, 단파장광(자외선 내지 녹색광), 특히 청색광을 낼 수 있는 발광소자에 널리 사용된다.In general, nitride semiconductors are group III-V semiconductor crystals having an Al x In y Ga (1-xy) N composition formula, where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and 0 ≦ x + y ≦ 1. It is widely used in light emitting devices capable of emitting light (ultraviolet to green light), especially blue light.
한편, 상기 질화물계 반도체 발광소자는, 결정성장을 위한 격자정합조건을 만족하는 사파이어 기판이나 SiC 기판 등의 절연성 기판을 이용하여 제조되므로, p형 및 n형 질화물 반도체층에 연결된 2개의 전극이 발광구조의 상면에 거의 수평으로 배열되는 수평 구조를 가진다.On the other hand, since the nitride semiconductor light emitting device is manufactured using an insulating substrate such as a sapphire substrate or a SiC substrate that satisfies the lattice matching condition for crystal growth, two electrodes connected to the p-type and n-type nitride semiconductor layers emit light. It has a horizontal structure arranged almost horizontally on the upper surface of the structure.
최근 이러한 수평 구조를 가지는 질화물계 반도체 발광소자를 조명광원으로 이용하기 위해서 고휘도화가 요구되며, 이러한 고휘도화를 달성하기 위해서 대전류에서 동작 할 수 있는 대면적 질화물계 반도체 발광소자를 제작하고 있다.Recently, in order to use a nitride-based semiconductor light emitting device having such a horizontal structure as an illumination light source, high brightness is required, and in order to achieve such high brightness, a large area nitride-based semiconductor light emitting device capable of operating at a large current has been manufactured.
그러나, 이러한 수평(planar) 구조를 가지는 대면적 질화물계 반도체 발광소자는, 2개의 전극이 발광구조물 상하면에 각각 배치된 수직(vertical) 구조를 가지는 질화물계 반도체 발광소자에 비해 전류의 흐름이 전체 발광영역에 있어 균일하게 분포하지 못하므로, 발광에 사용되는 유효면적 또한 크지 않아 발광효율이 낮은 문제가 있다.However, the large-area nitride semiconductor light emitting device having such a planar structure has a total current emission in comparison with the nitride semiconductor light emitting device having a vertical structure in which two electrodes are disposed on the upper and lower surfaces of the light emitting structure. Since it is not uniformly distributed in the region, there is a problem that the effective area used for light emission is not large and the luminous efficiency is low.
도 1은 종래 기술에 의한 질화물 반도체 발광소자를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타낸 단면도이다.1 is a plan view showing a nitride semiconductor light emitting device according to the prior art, Figure 2 is a cross-sectional view showing a nitride semiconductor light emitting device along the line II-II 'of FIG.
종래 기술에 의한 질화물 반도체 발광소자는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 광투과성인 기판(11)상에 버퍼층(12)과 n형 질화물 반도체층(13)이 순차 적층되어 있다. 이때, 상기 n형 질화물 반도체층(13)은 제 1 영역 및 상기 제 1 영역과 서로 맞물려 있는 핑거(finger) 구조의 제 2 영역으로 구분되어 있다.In the nitride semiconductor light emitting device according to the prior art, as shown in FIGS. 1 and 2, the
상기 기판(11)은 질화물 반도체 단결정을 성장시키기에 적합한 기판으로서, 바람직하게, 사파이어를 포함하는 투명한 재료를 이용하여 형성된다.The
상기 버퍼층(12)은, 상기 기판(11)상에 n형 질화물 반도체층(13)을 성장시키기 전에 상기 기판(11)과의 격자정합을 향상시키기 위한 층으로, 일반적으로 AlN/GaN으로 형성되어 있다.The
상기 n형 질화물 반도체층(13)은, InXAlYGa1-X-YN 조성식(여기서, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1)을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. The n-type
그리고, 상기 n형 질화물 반도체(13)의 제 2 영역상에는 활성층(14) 및 p형 질화물 반도체층(15)이 순차 적층되어 발광 구조물(10)을 이룬다.In addition, the
상기 활성층(14)은 다중 양자우물(Multi-Quantum Well) 구조의 InGaN/GaN층으로 이루어질 수 있다.The
상기 p형 질화물 반도체층(15)은, InXAlYGa1-X-YN 조성식(여기서, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1)을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. The p-type
또한, 상기 n형 질화물 반도체층(13)의 제 1 영역 상에는 n형 전극(16)이 형성되어 있다. 상기 n형 전극(16)은 대전류 인가시, 전류를 효율적으로 분산시키기 위해 이로부터 뻗어 있는 다수의 n형 가지 전극을 포함한다. In addition, an n-
보다 상세하게, 상기 n형 전극(16)은, 국부적인 전류 집중 현상을 최소화하기 위하여 상기 n형 질화물 반도체층(13)의 중앙부에 위치하는 제 1 영역 상에 핑거 구조를 가지도록 뻗어 있는 다수의 n형 가지 전극을 포함한다.In more detail, the n-
상기 n형 전극(16)을 형성하기 위해 p형 질화물 반도체층(15) 및 활성층(14)의 일부가 기판(11)의 중앙부를 향하는 측벽을 가지게 메사 식각되어 있다.In order to form the n-
그리고, 상기 n형 전극(16) 상에는 복수의 n형 전극 패드(16a)가 형성되어 있다.A plurality of n-
또한, 상기 p형 질화물 반도체층(15) 상에는 투명전극(17)이 형성되어 있다. 이때, 상기 투명전극(17)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 도전성 금속산화물로 형성되어 있다.In addition, a
그리고, 상기 투명전극(17)상에는 p형 전극(18)이 형성되어 있다. 상기 p형 전극(18)은, 대전류 인가시, 전류를 효율적으로 분산시키기는 동시에 발광 면을 증가시키기 위해 다수의 p형 가지 전극으로 이루어진다. The p-
상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 질화물 반도체 발광소자는 고전류 구동용 발광소자의 전기/광학적 특성 개선과 소자의 신뢰성을 개선하고자 소자의 전극패턴 설계시 균일한 전류 확산을 위해 핑거(finger) 구조의 전극을 실장한다. The nitride semiconductor light emitting device according to the prior art configured as described above has a finger structure electrode for uniform current diffusion in designing the electrode pattern of the device to improve the electrical / optical characteristics of the high current driving light emitting device and to improve the reliability of the device. Implement
즉, p형 전극(18)과 n형 전극(16)을 등간격으로 배치시켜 전류의 흐름을 균일하게 하는 방법으로 설계를 하며, 다양한 전극패턴의 모양은 칩 내의 균일한 전류의 흐름과 전기적 특성(VF)를 개선시키고 있다.That is, the p-
도 1 및 도 2에서 p형 전극(18)을 기판(11)의 최외각 부를 따라 둘러지도록 배치하고, 그 내부에 상기 p형 전극(18)으로부터 뻗어 있는 p형 가지 전극과 핑거 구조를 가지는 n형 전극(16)을 배치하여 대전류 인가시 전류를 효율적으로 분산시킴으로써, 휘도 특성을 향상시키고, 구동전압을 감소시킬 수 있다.1 and 2, the p-
도 3은 종래 기술에 의한 질화물 반도체 발광소자에서 전류 분산을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing current dispersion in a nitride semiconductor light emitting device according to the prior art.
도 3에 도시한 바와 같이, p형 전극(18)으로부터 뻗어 있는 p형 가지 전극과 n형 전극(16)을 배치하여 대전류 인가시 전류를 효율적으로 분산시킴으로써, 휘도 특성을 향상시키고, 구동전압을 감소시킬 수 있다. As shown in FIG. 3, the p-type branch electrode and the n-
그러나, 전류의 효율적으로 분산시키기 위해서는 복수개의 n형 전극(16)을 형성해야 하는데 이는 발광층 영역의 감소로서 광 추출 감소의 원인이 된다. However, in order to efficiently disperse current, a plurality of n-
또한, n형 질화물 반도체층(13)이 노출되는 영역이 많음으로써 전류 집중(Current Crowding) 현상이 발생되어 열화로 인한 소자의 수명에 영향을 준다.In addition, as the n-type
또한, p형 질화물 반도체층(15)과 n형 질화물 반도체층(13)의 전류 주입을 위해 형성된 본딩 패드(16a,18a) 형성시 전류집중 현상이 발생하여 소자의 신뢰성 문제 및 불균일한 전류 분산으로 인한 발광소자의 VF(Fordward Voltage) 증가를 초래하는 문제가 있다.In addition, when the
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로 각 본딩 패드로부터 연장되는 연장전극 형성시 각 전극 간의 동일 거리 및 대칭적인 설계를 적용하여 전류의 확산을 균일하게 시킴으로써 광 추출 및 소자의 신뢰성을 향상시키도록 한 질화물 반도체 발광소자를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problem as described above by applying the same distance and symmetrical design between each electrode when forming the extension electrode extending from each bonding pad to uniform the diffusion of the current to improve light extraction and device reliability It is an object of the present invention to provide a nitride semiconductor light emitting device for improving.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 질화물 반도체 발광소자는 기판상에 제 1 영역 및 상기 제 1 영역과 서로 맞물려 있는 핑거 구조의 제 2 영역으로 구분되게 형성되는 제 1 도전형 질화물 반도체층과, 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층의 제 2 영역상에 차례로 적층되어 형성되는 활성층 및 제 2 도전형 질화물 반도체층과, 상기 제 2 도전형 질화물 반도체층상에 형성되는 투명전극과, 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층의 제 1 영역상에 일정한 간격을 가지면서 대칭 구조를 갖고 적어도 한 지점에서 서로 연결되며 핑거 구조로 다수의 가지 전극을 갖고 형성되는 제 1 전극과, 상기 투명전극상에 형성되고 상기 제 1 전극을 감싸면서 각 변에서 연장된 적어도 하나의 가지 전극이 상기 제 1 전극의 가지 전극과 동일 선상에 형성되는 제 2 전극을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The nitride semiconductor light emitting device according to the present invention for achieving the above object is a first conductivity type nitride semiconductor layer formed on the substrate to be divided into a first region and a second region of the finger structure meshed with the first region And an active layer and a second conductivity type nitride semiconductor layer, which are sequentially stacked on the second region of the first conductivity type nitride semiconductor layer, a transparent electrode formed on the second conductivity type nitride semiconductor layer, and the first A first electrode formed on the transparent electrode and having a symmetrical structure at regular intervals on the first region of the conductive nitride semiconductor layer and connected to each other at at least one point and having a plurality of branch electrodes in a finger structure; At least one branch electrode extending from each side while surrounding the first electrode is formed on the same line as the branch electrode of the first electrode. Characterized in that consisting of.
본 발명에 의한 질화물 반도체 발광소자는 다음과 같은 효과가 있다.The nitride semiconductor light emitting device according to the present invention has the following effects.
첫째, 발광소자의 균일한 전류확산을 위해 최적의 전극 설계를 하여 발광소자의 광 추출 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.First, an optimal electrode design for uniform current diffusion of the light emitting device can improve light extraction efficiency and reliability of the light emitting device.
둘째, 본딩 패드로부터 연장되는 전극 형성시 전극 간의 동일 거리 및 대칭적인 설계를 적용하여 전류의 확산을 용이하고, 고 전류 구동용 발광소자로서 전류의 균일한 분산을 통해 소자의 열화현상을 개선할 수 있다.Second, when forming the electrode extending from the bonding pad, the same distance and symmetrical design between the electrodes can be applied to facilitate the spread of current, and the deterioration phenomenon of the device can be improved by uniformly distributing the current as a high current driving light emitting device. have.
도 1은 종래 기술에 의한 질화물 반도체 발광소자를 나타낸 평면도
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타낸 단면도
도 3은 종래 기술에 의한 질화물 반도체 발광소자에서 전류 분산을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 의한 질화물 반도체 발광소자를 나타낸 평면도
도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타낸 단면도
도 6은 도 4의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타낸 단면도
도 7은 본 발명에 의한 질화물 반도체 발광소자에서 전류 분산을 나타낸 평면도1 is a plan view showing a nitride semiconductor light emitting device according to the prior art
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a nitride semiconductor light emitting device along line II-II ′ of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view showing current dispersion in a nitride semiconductor light emitting device according to the related art.
4 is a plan view showing a nitride semiconductor light emitting device according to the present invention
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a nitride semiconductor light emitting device along line III-III ′ of FIG. 4.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a nitride semiconductor light emitting device along line IV-IV ′ of FIG. 4.
7 is a plan view showing the current dispersion in the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 질화물 반도체 발광소자를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 의한 질화물 반도체 발광소자를 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타낸 단면도이며, 도 6은 도 4의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타낸 단면도이다.4 is a plan view showing a nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view showing a nitride semiconductor light emitting device along the line III-III 'of Figure 4, Figure 6 is a line IV-IV' of FIG. Sectional drawing which shows the nitride semiconductor light-emitting device which followed.
본 발명에 의한 질화물 반도체 발광소자는 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 광투과성 재질로 이루어진 기판(110)상에 버퍼층(120)이 형성되어 있고, 상기 버퍼층(120)상에 제 1 도전형 질화물 반도체층(130)이 적층되어 있다. In the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, as shown in FIGS. 4 to 6, a
이때, 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층(130)은 제 1 영역 및 상기 제 1 영역과 서로 맞물려 있는 핑거(finger) 구조의 제 2 영역으로 구분되어 있다.In this case, the first conductivity type
보다 상세하게 상기 제 2 영역은 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층(130)의 최외각 변을 따라 둘러지도록 형성되어 있는 제 1 부분과, 상기 제 1 영역과 서로 맞물려 있는 핑거 구조를 가지도록 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층(130)의 중앙부 및 상기 중앙부를 기준으로 양측으로 대칭되어 뻗어 있는 제 2 부분으로 구분되어 있다.In more detail, the second region may include a first portion formed to surround the outermost side of the first conductivity type
또한, 상기 제 2 영역은 상기 기판(110)의 중앙부를 기준으로 양측이 서로 대칭적으로 형성된 것이 바람직하다. 이는 대면적으로 이루어진 발광 면 전체에 균일한 발광이 일어나게 하기 위함이다.In addition, it is preferable that both sides of the second region are formed symmetrically with respect to the center of the
상기 기판(110)은 질화물 반도체 단결정을 성장시키기에 적합한 기판으로 이루어진다. 바람직하게는 사파이어를 포함하는 투명한 재료를 이용하여 형성되며, 사파이어 기판 이외에, 징크 옥사이드(zinc oxide, ZnO), 갈륨 나이트라이드(gallium nitride, GaN), 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC) 및 알루미늄 나이트라이드(AlN)로 형성될 수 있다.The
상기 버퍼층(120)은, 상기 기판(110) 상에 제 1 도전형 질화물 반도체층(130)을 성장시키기 전에 상기 기판(110)과의 격자정합을 향상시키기 위한 층으로, 일반적으로 AlN/GaN으로 형성되어 있다.The
상기 제 1 도전형 질화물 반도체층(130)은, InXAlYGa1-X-YN 조성식(여기서, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1)을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층(130)은 n형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 이루어질 수 있으며, n형 도전형 불순물로는 예를 들어, Si, Ge, Sn 등을 사용하고, 바람직하게는 Si를 주로 사용한다.The first conductivity type
상기 버퍼층(120) 상에는 언도프드 반도체층(도시되지 않음)이 형성될 수 있으며, 상기 언도프드 반도체층은 undoped GaN 등으로 구현될 수 있다. 상기 기판(110) 상에는 상기 버퍼층(120) 및 언도프드 반도체층 중 적어도 하나의 층만 존재하거나, 또는 두 층 모두가 존재하지 않을 수도 있다.An undoped semiconductor layer (not shown) may be formed on the
그리고, 상기 제 1 도전형 질화물 반도체(130)의 제 2 영역 상에는 활성층(140) 및 제 2 도전형 질화물 반도체층(150)이 순차 적층되어 발광 구조물을 이룬다.In addition, the
상기 활성층(140)은 다중 양자우물(Multi-Quantum Well) 구조의 InGaN/GaN층으로 이루어질 수 있다.The
상기 제 2 도전형 질화물 반도체층(150)은, InXAlYGa1-X-YN 조성식(여기서, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1)을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제 2 도전형 질화물 반도체층(150)은 p형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 이루어질 수 있으며, p형 도전형 불순물로는 예를 들어, Mg, Zn, Be 등을 사용하고, 바람직하게는 Mg를 주로 사용한다.The second conductivity type
또한, 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층(130)의 제 1 영역 상에는 제 1 전극(160)이 서로 연결된 상태에서 대칭 구조로 형성되어 있다. 상기 제 1 전극(160)은 대전류 인가시, 전류를 효율적으로 분산시키기 위해 이로부터 뻗어 있는 다수의 가지 전극(161)을 포함하여 이루어지는 각 가지 전극(161)은 서로 일정한 간격을 가지면서 대칭 구조를 갖는다. In addition, on the first region of the first conductivity type
보다 상세하게, 상기 제 1 전극(160)은 국부적인 전류 집중 현상을 최소화하기 위하여 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층(130)의 중앙부에 위치하는 제 1 영역 상에 일정한 간격으로 핑거 구조를 가지도록 좌우로 뻗어 있는 다수의 가지 전극(161)을 포함한다.In more detail, the
특히, 본 발명에 따른 상기 제 1 전극(160)을 형성하기 위해 제 2 도전형 질화물 반도체층(150) 및 활성층(140)의 일부가 기판(110)의 중앙부를 향하는 측벽을 가지게 메사 식각되어 있으므로, 상기 활성층(140)에서 발광하는 광의 일부가 메사 식각된 측벽의 각도 및 반사 특성에 의한 소자의 광집적 효율이 증가시킬 수 있는 이점이 있다.In particular, in order to form the
그리고, 상기 서로 대칭 구조를 갖는 제 1 전극(160)에는 각각 제 1 본딩패드(160a)가 연결되어 있다.The
또한, 상기 제 2 도전형 질화물 반도체층(150) 상에는 투명전극(170)이 형성되어 있다. 이때, 상기 투명전극(170)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 도전성 금속산화물만이 아니라, 발광소자의 발광 파장에 대해 투과율이 높다면, 도전성이 높고 콘택 저항이 낮은 금속박막으로도 이루어질 수 있다.In addition, a
즉, 상기 ITO 외에 IZO, ZnO, CTO, In2O3, SnO2, MgO, 및 CdO로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용할 수 있다.That is, in addition to the ITO, it may be selected from the group consisting of IZO, ZnO, CTO, In 2 O 3 , SnO 2 , MgO, and CdO.
한편, 상기 투명전극(170)이 금속박막으로 이루어져 있을 경우에는, 투과율을 확보하기 위해 금속의 막 두께를 50㎚ 이하로 유지하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 막 두께 10㎚의 Ni과 막 두께 40㎚의 Au이 순차 적층되어 있는 구조를 가질 수 있다.On the other hand, when the
그리고, 상기 투명전극(170) 상에는 제 2 전극(180)이 형성되어 있다. 상기 제 2 전극(180)은 대전류 인가시, 전류를 효율적으로 분산시키기는 동시에 발광 면을 증가시키기 위해 다수의 가지 전극으로 이루어진다. In addition, a
보다 상세하게, 상기 제 2 전극(180)은 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층(130)의 최외각 변을 따른 제 1 부분에 해당하는 투명전극(170) 상에 위치하는 제 1 가지 전극(181)과, 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층(130)의 중앙부를 향하여 뻗어 있는 핑거 구조의 제 2 부분에 해당하는 투명전극(170) 상에 위치하는 다수의 제 2 가지 전극(182)을 포함하여 이루어진다.More specifically, the
여기서, 상기 다수의 제 2 가지 전극(182)은 상기 제 1 전극(160)을 이루는 가지 전극(161)과 일정한 간격을 갖고 대응되게 구성된다.Here, the plurality of
이와 같이, 상기 제 2 전극(180)이 배치되면, 일반적으로 상기 제 2 전극(180)의 저항이 상대적으로 제 2 도전형 질화물 반도체층(150) 또는 활성층(140)의 저항에 비해 낮으므로, 실질적으로 우선 통전 및 발광은 상기 제 2 전극(180)에서 우선적으로 일어난다. As such, when the
즉, 본 발명에 따른 수평 구조를 가지는 질화물계 반도체 발광소자는, 제 2 전극(180)이 제 1 전극(160)을 둘러싸는 형태를 이루면서 소자의 발광 면을 증가시킴으로써, 소자의 휘도 특성을 보다 향상시킬 수 있다.That is, in the nitride-based semiconductor light emitting device having a horizontal structure according to the present invention, the light emitting surface of the device is increased while the
또한, 상기 제 2 전극(180)에는 다수의 제 2 본딩 패드(180a)가 형성되어 있다.In addition, a plurality of
보다 구체적으로, 발광 구조물의 사각형인 상면에서 상기 제 2 본딩 패드(180a)는 대향하는 각 코너에 대응되게 배치된다. More specifically, the
이러한 상기 제 1 본딩 패드(160a) 및 제 2 본딩 패드(180a)의 배열은 전체적으로 플립칩 본딩의 안정성을 부여할 뿐만 아니라, 서로 각 코너에 배치되므로, 전류의 균일한 분산효과를 기대할 수 있다.The arrangement of the
도 7은 본 발명에 의한 질화물 반도체 발광소자에서 전류 분산을 나타낸 평면도이다.7 is a plan view showing current dispersion in the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention.
도 7에 도시한 바와 같이, 제 1 전극(160)에 연결되는 제 1 본딩 패드(16 0a)와 제 2 전극(180)에 연결되는 제 2 본딩 패드(180a)가 대칭적으로 형성함으로써 전류의 집중 현상을 최소화하고 전류의 흐름을 균일하게 분산시킴으로써 발광 소자의 광학적 특성을 향상시킬 수 있다. As shown in FIG. 7, the
또한, 고 전류 구동용 발광소자의 전극패턴의 차별을 두기 위해 제 2 전극(180)의 제 1 가지 전극(181) 및 제 2 가지 전극(182) 중 일부는 제 1 전극(160)의 가지 전극(161)과 동일 선상에 위치하게 하여 종래와 다른 전극패턴의 형상을 갖도록 하면서, 전극을 동일선상에 위치시킴으로써 제 2 전극(180)으로부터의 전류 주입을 원활히 하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, some of the
아래의 표 1은 본 발명에 의한 질화물 반도체 발광소자와 타사의 질화물 반도체 발광소자의 칩 패턴(chip pattern)에서 인가전류(㎃)에 Vf(V), 라이트 파워(mW) 및 J STD(Joint Industry Standards)를 비교한 것이다.Table 1 below shows the Vf (V), light power (mW) and J STD (Joint Industry) in the applied current in the chip pattern of the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention and the nitride semiconductor light emitting device of other companies. Standards) is a comparison.
표 1에서와 같이, 발광소자의 균일한 전류확산을 위해 최적의 전극 설계를 하여 발광소자의 광 추출 효율 향상 및 신뢰성을 개선할 수 있다. As shown in Table 1, the optimal electrode design for uniform current diffusion of the light emitting device can improve the light extraction efficiency and reliability of the light emitting device.
한편, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범상에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범상에 의하여 정해져야 한다.On the other hand, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made in the present invention without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the above embodiments, but should be determined by the scope of the claims.
110 : 기판 120 : 버퍼층
130 : 제 1 도전형 질화물 반도체층 140 : 활성층
150 : 제 2 도전형 질화물 반도체층 160 : 제 1 전극
170 : 투명전극 180 : 제 2 전극110
130: first conductivity type nitride semiconductor layer 140: active layer
150: second conductivity type nitride semiconductor layer 160: first electrode
170: transparent electrode 180: second electrode
Claims (5)
상기 제 1 도전형 질화물 반도체층의 제 2 영역상에 차례로 적층되어 형성되는 활성층 및 제 2 도전형 질화물 반도체층과,
상기 제 2 도전형 질화물 반도체층상에 형성되는 투명전극과,
상기 제 1 도전형 질화물 반도체층의 제 1 영역상에 일정한 간격을 가지면서 대칭 구조를 갖고 적어도 한 지점에서 서로 연결되며 핑거 구조로 다수의 가지 전극을 갖고 형성되는 제 1 전극과,
상기 투명전극상에 형성되고 상기 제 1 전극을 감싸면서 각 변에서 연장된 적어도 하나의 가지 전극이 상기 제 1 전극의 가지 전극과 동일 선상에 형성되는 제 2 전극을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.A first conductivity type nitride semiconductor layer formed on the substrate so as to be divided into a first region and a second region of a finger structure engaged with the first region;
An active layer and a second conductivity type nitride semiconductor layer which are sequentially stacked on the second region of the first conductivity type nitride semiconductor layer;
A transparent electrode formed on the second conductivity type nitride semiconductor layer;
A first electrode having a symmetrical structure and being connected to each other at at least one point and having a plurality of branch electrodes in a finger structure at regular intervals on a first region of the first conductivity type nitride semiconductor layer;
At least one branch electrode formed on the transparent electrode and enclosing the first electrode and extending from each side comprises a second electrode formed on the same line as the branch electrode of the first electrode; Semiconductor light emitting device.
The nitride electrode of claim 1, wherein the second electrode comprises: a first branch electrode positioned on a transparent electrode corresponding to a first portion along an outermost side of the first conductivity type nitride semiconductor layer; And a plurality of second branch electrodes positioned on the transparent electrode corresponding to the second portion of the finger structure extending toward the center of the layer.
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WO2013085255A1 (en) * | 2011-12-08 | 2013-06-13 | Seoul Opto Device Co., Ltd. | Light emitting diode with improved current spreading |
US8957431B2 (en) | 2012-03-06 | 2015-02-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device having multi-cell array |
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- 2010-03-09 KR KR1020100020661A patent/KR20110101573A/en not_active Application Discontinuation
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WO2013085255A1 (en) * | 2011-12-08 | 2013-06-13 | Seoul Opto Device Co., Ltd. | Light emitting diode with improved current spreading |
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