KR20120011171A - Light emitting diode - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A light emitting diode is provided to increase optical extraction efficiency by arranging a distributed Bragg reflector layer of a multi-layered structure on a lower surface of a substrate. CONSTITUTION: A first nitride semiconductor layer(25) is placed on an upper part of a substrate(21). An active layer(27) is placed on the upper part of the first nitride semiconductor layer. A second nitride semiconductor layer(31) is placed on the upper part of the active layer. A third nitride semiconductor layer(26) including an insulation pattern is placed between the first nitride semiconductor layer and the active layer. A distributed Bragg reflector(45) of a multi-layered structure is placed on a lower surface of the substrate.

Description

발광 다이오드{LIGHT EMITTING DIODE}Light Emitting Diodes {LIGHT EMITTING DIODE}

본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히 광추출 효율을 개선한 발광 다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly, to a light emitting diode having improved light extraction efficiency.

질화갈륨 계열의 발광 다이오드는 표시소자 및 백라이트로 널리 이용되고 있다. 또한, 발광 다이오드는 기존의 전구 또는 형광등에 비해 소모 전력이 작고 수명이 길어, 백열전구 및 형광등을 대체하여 일반 조명 용도로 그 사용 영역을 넓히고 있으며, 특히, 백라이트 유닛 또는 일반 조명 등에 요구되는 혼색광, 예컨대 백색광을 방출하는 다양한 종류의 발광 다이오드 패키지가 시판되고 있다.Gallium nitride-based light emitting diodes are widely used as display devices and backlights. In addition, the light emitting diodes consume less power and have a longer lifetime than conventional light bulbs or fluorescent lamps, and thus, replace incandescent lamps and fluorescent lamps, thereby widening their use area for general lighting applications, and in particular, mixed light required for backlight units or general lighting. For example, various kinds of light emitting diode packages emitting white light are commercially available.

발광 다이오드 패키지의 광 효율은 주로 발광 다이오드의 광 효율에 의존하기 때문에 발광 다이오드의 광 효율을 개선하려는 노력이 계속되고 있으며, 특히, 발광 다이오드의 광 추출 효율을 개선하려는 노력이 계속되고 있다.Since the light efficiency of the light emitting diode package mainly depends on the light efficiency of the light emitting diode, efforts to improve the light efficiency of the light emitting diode continue, and in particular, efforts to improve the light extraction efficiency of the light emitting diode continue.

일반적으로, 질화갈륨 계열의 질화물 반도체는 사파이어 또는 실리콘탄화물과 같은 이종 기판 상에 성장된다. 특히 패터닝된 사파이어 기판 상에 질화물 반도체층들을 형성하고, 이 질화물 반도체층들을 이용하여 발광 다이오드를 제조하는 것이 일반적으로 사용된다. 패터닝된 사파이어 기판은 활성영역에서 기판측으로 진행하는 광을 산란시켜 광추출 효율을 향상시킨다. 또한, 사파이어와 같은 투명기판의 하부면에 금속 반사기를 형성하여 사파이어 기판을 통해 방출되는 광을 반사시킴으로써 광 효율을 향상시키는 기술이 알려져 있다.In general, gallium nitride based nitride semiconductors are grown on heterogeneous substrates such as sapphire or silicon carbide. In particular, it is generally used to form nitride semiconductor layers on a patterned sapphire substrate and to manufacture light emitting diodes using the nitride semiconductor layers. The patterned sapphire substrate scatters light traveling from the active region to the substrate side, thereby improving light extraction efficiency. In addition, a technique for improving light efficiency by forming a metal reflector on the lower surface of a transparent substrate such as sapphire to reflect light emitted through the sapphire substrate is known.

그러나 활성층에서 생성된 광이 사파이어 기판면에서 산란될 때까지 광은 상당한 거리를 진행해야 하며, 또한 사파이어 기판 면에서 산란된 후에도 광 방출면까지 상당한 거리를 진행해야 한다. 이에 따라, 광 경로가 길어져 광 손실이 발생될 수 있으며, 산란된 광 중에서도 다시 내부 전반사에 의해 질화물 반도체층 내에 갇힐 수 있다.However, the light must travel a considerable distance until the light generated in the active layer is scattered on the sapphire substrate surface, and also a considerable distance to the light emitting surface after scattering on the sapphire substrate surface. As a result, the optical path may be lengthened to cause light loss, and may be trapped in the nitride semiconductor layer again by total internal reflection among scattered light.

또한, 사파이어 기판 하부면에 형성된 반사 금속층, 예컨대 알루미늄은 가시광선의 거의 전 파장 영역에 걸쳐 약 80%의 반사율을 나타낸다. 이러한 반사율은 상대적으로 높은 편이기는 하지만, 반사 금속층에서 여전히 광 손실이 발생되므로, 더 개선할 여지가 있다.In addition, a reflective metal layer, such as aluminum, formed on the bottom surface of the sapphire substrate exhibits a reflectance of about 80% over almost the entire wavelength region of visible light. Although this reflectivity tends to be relatively high, there is still room for improvement since light loss still occurs in the reflective metal layer.

본 발명이 해결하려는 과제는 광 추출 효율을 향상시킨 발광 다이오드를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting diode with improved light extraction efficiency.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 광 반사율을 개선하여 광 효율을 개선시킨 발광 다이오드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode having improved light efficiency by improving light reflectance.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 가시광선의 전 파장 영역에 걸쳐 높은 반사율을 나타내는 반사기를 채택한 발광 다이오드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode employing a reflector exhibiting a high reflectance over the entire wavelength range of visible light.

본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드는, 기판, 상기 기판 상부에 위치하는 제1 질화물 반도체층, 상기 제1 질화물 반도체층 상부에 위치하는 활성층, 상기 활성층 상부에 위치하는 제2 질화물 반도체층, 상기 제1 질화물 반도체층과 상기 활성층 사이에 또는 상기 제2 질화물 반도체층과 상기 활성층 사이에 개재되고, 내부에 절연 패턴을 포함하는 제3 질화물 반도체층, 및 상기 기판 하부에 위치하는 다층 구조의 분포 브래그 반사기를 포함한다.A light emitting diode according to embodiments of the present invention may include a substrate, a first nitride semiconductor layer positioned on the substrate, an active layer positioned on the first nitride semiconductor layer, a second nitride semiconductor layer disposed on the active layer, Distribution of a third nitride semiconductor layer interposed between the first nitride semiconductor layer and the active layer or between the second nitride semiconductor layer and the active layer and including an insulating pattern therein, and a multilayer structure disposed under the substrate Bragg reflector.

내부에 절연패턴을 갖는 제3 질화물 반도체층을 채택함으로써 활성층에서 생성된 광을 산란시킬 수 있어 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 나아가, 상기 기판 하부면에 다층 구조의 분포 브래그 반사층을 배치함으로써 상기 기판을 통해 기판 하부로 진행하는 광을 반사시킬 수 있어 광 추출 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.By employing a third nitride semiconductor layer having an insulating pattern therein, light generated in the active layer can be scattered, thereby improving light extraction efficiency. Furthermore, by arranging the distributed Bragg reflective layer of the multi-layer structure on the lower surface of the substrate it is possible to reflect the light traveling to the lower substrate through the substrate can further increase the light extraction efficiency.

상기 절연 패턴은 예컨대, 스트라이프 형상, 메쉬 형상 또는 아일랜드 형상으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 절연 패턴의 위쪽에 위치하는 제3 질화물 반도체층 부분과 그 아래쪽에 위치하는 제3 질화물 반도체층 부분은 절연 패턴이 형성된 영역 이외의 영역을 통해 서로 전기적으로 연결되어 전류 통로를 제공한다.The insulating pattern may be disposed, for example, in a stripe shape, a mesh shape, or an island shape. In addition, the third nitride semiconductor layer portion positioned above the insulation pattern and the third nitride semiconductor layer portion positioned below the insulation pattern are electrically connected to each other through regions other than the region where the insulation pattern is formed to provide a current path.

상기 절연 패턴은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등의 절연 물질로 형성될 수 있으며, 또한 에어갭들로 형성될 수 있다. 에어갭은 상기 절연 물질에 비해 굴절률이 낮기 때문에 산란 패턴으로서 더 바람직하다. 상기 에어갭들은 질화물 반도체로 둘러싸인다.The insulating pattern may be formed of an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride, and may also be formed of air gaps. The air gap is more preferable as a scattering pattern because the refractive index is lower than that of the insulating material. The air gaps are surrounded by a nitride semiconductor.

상기 절연 패턴, 예컨대 상기 에어갭들은 상기 활성층으로부터 떨어져 위치한다. 바람직하게, 상기 에어갭들 상호간의 간격은 100nm~1000nm 범위 내일 수 있으며, 상기 에어갭들은 폭 및 높이가 각각 50nm~1000nm 범위 내일 수 있다.The insulating pattern, for example the air gaps, is located away from the active layer. Preferably, the gaps between the air gaps may be in the range of 100 nm to 1000 nm, and the air gaps may be in the range of 50 nm to 1000 nm in width and height, respectively.

또한, 상기 에어갭들은 상기 제1 질화물 반도체층과 상기 활성층 사이에 위치할 수 있으며, 이때 상기 에어갭들은 상기 활성층으로부터 100nm~1000nm 떨어져 위치할 수 있다. 이와 달리, 상기 에어갭들은 상기 제2 질화물 반도체층과 상기 활성층 사이에 위치할 수 있으며, 이때, 상기 에어갭들은 상기 활성층으로부터 50nm~500nm 떨어져 위치할 수 있다.In addition, the air gaps may be located between the first nitride semiconductor layer and the active layer, wherein the air gaps may be located 100 nm to 1000 nm away from the active layer. Alternatively, the air gaps may be located between the second nitride semiconductor layer and the active layer, wherein the air gaps may be located 50 nm to 500 nm away from the active layer.

한편, 상기 발광 다이오드는 클래드층을 더 포함할 수 있다. 상기 클래드층은 예컨대 상기 절연 패턴과 상기 활성층 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 절연 패턴과 상기 제2 질화물 반도체층 사이에 위치할 수도 있다.The light emitting diode may further include a cladding layer. For example, the cladding layer may be located between the insulating pattern and the active layer, but is not limited thereto. The cladding layer may be located between the insulating pattern and the second nitride semiconductor layer.

몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 질화물 반도체층 및 상기 제2 질화물 반도체층은 각각 n형 콘택층 및 p형 콘택층일 수 있다.In some embodiments, the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer may be n-type contact layers and p-type contact layers, respectively.

한편, 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 분포 브래그 반사기는 청색 파장 영역의 제1 파장의 광, 녹색 파장 영역의 제2 파장의 광 및 적색 파장 영역의 제3 파장의 광에 대해 90% 이상의 반사율을 가질 수 있다.On the other hand, in some embodiments, the distribution Bragg reflector provides at least 90% reflectance for light at a first wavelength in the blue wavelength region, light at a second wavelength in the green wavelength region, and light at a third wavelength in the red wavelength region. Can have

일반적으로, 분포 브래그 반사기는 기판의 하부면에 TiO2/SiO2를 주기적으로 반복하여 형성될 수 있다. 분포 브래그 반사기는, 발광 다이오드에서 방출되는 광, 예컨대 약 460nm의 피크 파장의 광에 대해 거의 100%의 반사율을 나타내도록 형성될 수 있다. 그러나 굴절률이 서로 다른 두개의 층을 주기적으로 반복하여 적층한 DBR은 가시광선 영역 중 일부 영역에 대해 높은 반사율을 갖지만, 통상 가시광선 전체 영역에 대해 높은 반사율을 나타내지 못한다. 이에 따라, DBR을 적용한 발광 다이오드를 백색광을 구현하는 발광 다이오드 패키지에 실장할 경우, 발광 다이오드 칩에서 방출된 청색 파장 영역의 광에 대해서는 높은 반사율을 나타내지만, 녹색 및/또는 적색 파장 영역의 광에 대해서는 DBR이 효과적인 반사 특성을 나타내지 못하며 따라서 패키지에서의 광 효율 개선에 한계를 나타낼 수 있다.In general, the distributed Bragg reflector may be formed by periodically repeating TiO 2 / SiO 2 on the bottom surface of the substrate. The distributed Bragg reflector may be formed to exhibit a near 100% reflectivity for light emitted from the light emitting diode, such as light at a peak wavelength of about 460 nm. However, the DBR, which is formed by repeatedly stacking two layers having different refractive indices, has a high reflectance in some regions of the visible light region but does not usually exhibit a high reflectance in the entire visible light region. Accordingly, when the LEDR is applied to a light emitting diode package that implements white light, the light emitting diode chip exhibits high reflectance with respect to light in the blue wavelength region emitted from the light emitting diode chip, but is applied to light in the green and / or red wavelength region. DBR does not exhibit effective reflection characteristics and thus may limit the improvement of light efficiency in a package.

이에 반해, 가시광선 영역의 거의 전 영역에 걸쳐 90% 이상의 반사율을 갖는 DBR을 적용함으로써 혼색광, 예컨대 백색광을 구현하는 발광 다이오드 패키지에 적합한 발광 다이오드를 제공할 수 있다.In contrast, by applying a DBR having a reflectance of 90% or more over almost the entire visible light region, a light emitting diode suitable for a mixed light, for example, a white light can be provided.

나아가, 상기 발광 다이오드는 상기 분포 브래그 반사기 하부에 반사 금속층을 더 포함할 수 있다.Furthermore, the light emitting diode may further include a reflective metal layer under the distribution Bragg reflector.

본 발명의 실시예들에 따르면, 활성층에서 생성된 광을 산란시킬 수 있는 절연패턴을 채택함으로써 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 더욱이, 상기 절연 패턴을 굴절률이 낮은 에어갭들로 형성함으로써 산란 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 절연 패턴에 의해 수평 방향으로 전류가 고르게 분산됨으로써 광 효율이 개선됨과 아울러 정전 방전 특성이 개선된다. 나아가, 상기 기판 하부면에 다층 구조의 분포 브래그 반사층을 배치함으로써 상기 기판을 통해 기판 하부로 진행하는 광을 반사시킬 수 있어 광 추출 효율을 더욱 증가시킬 수 있으며, 더욱이 가시광선의 전 파장 영역에 걸쳐 반사율이 높은 분포 브래그 반사기를 채택함으로써 백색광 발광 다이오드 패키지에 적합한 발광 다이오드를 제공할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the light extraction efficiency may be improved by adopting an insulating pattern capable of scattering light generated in the active layer. Furthermore, scattering characteristics may be improved by forming the insulating pattern into air gaps having a low refractive index. In addition, the current is evenly distributed in the horizontal direction by the insulating pattern, thereby improving light efficiency and improving electrostatic discharge characteristics. Furthermore, by distributing a multilayer Bragg reflective layer on the lower surface of the substrate, it is possible to reflect the light traveling down the substrate through the substrate to further increase the light extraction efficiency, and further reflectance over the entire wavelength range of visible light By adopting this high distribution Bragg reflector, it is possible to provide a light emitting diode suitable for a white light emitting diode package.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위해 도 1의 일부를 확대 도시한 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드의 분포 브래그 반사기를 설명하기 위해 확대 도시한 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드의 분포 브래그 반사기를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of a portion of FIG. 1 to describe a light emitting diode according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is an enlarged partial cross-sectional view for explaining a distribution Bragg reflector of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
4 is a partial cross-sectional view illustrating a distribution Bragg reflector of a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view for describing a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view for describing a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1의 일부를 확대 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 1.

도 1을 참조하면, 상기 발광 다이오드는 기판(21), 제1 질화물 반도체층(25), 활성층(27), 제2 질화물 반도체층(31), 제3 질화물 반도체층(26) 및 다층 구조의 분포 브래그 반사기(45)를 포함한다. 상기 제3 질화물 반도체층(26)은 절연패턴(26a)을 포함한다. 또한, 상기 발광 다이오드는 버퍼층(23), 클래드층(29), 반사 금속층(51) 및 보호금속층(53)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the light emitting diode includes a substrate 21, a first nitride semiconductor layer 25, an active layer 27, a second nitride semiconductor layer 31, a third nitride semiconductor layer 26, and a multilayer structure. Distribution Bragg reflector 45. The third nitride semiconductor layer 26 includes an insulating pattern 26a. In addition, the light emitting diode may further include a buffer layer 23, a cladding layer 29, a reflective metal layer 51, and a protective metal layer 53.

상기 기판(21)은 투명 기판이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 사파이어 또는 SiC 기판일 수 있다. 상기 기판(21)은 또한, 상부면에 패터닝된 사파이어 기판(PSS)과 같이, 소정의 패턴을 가질 수 있다. 한편, 상기 기판(21)의 면적은 발광 다이오드 칩의 전체 면적을 결정한다. 본 발명의 실시예들에 있어서 상기 발광 다이오드의 면적이 상대적으로 클수록 산란 및 반사 효과가 증가한다. 상기 기판(21)은 90,000㎛2 이상인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 1㎜2 이상이다.The substrate 21 is not particularly limited as long as it is a transparent substrate. For example, the substrate 21 may be a sapphire or SiC substrate. The substrate 21 may also have a predetermined pattern, such as a sapphire substrate (PSS) patterned on an upper surface thereof. Meanwhile, the area of the substrate 21 determines the total area of the light emitting diode chip. In embodiments of the present invention, the larger the area of the light emitting diode increases the scattering and reflection effects. It is preferable that the said board | substrate 21 is 90,000 micrometer <2> or more, More preferably, it is 1 mm <2> or more.

상기 기판(21) 상부에 제1 질화물 반도체층(25), 제3 질화물 반도체층(26), 활성층(27), 클래드층(29) 및 제2 질화물 반도체층(31)이 위치한다. 활성층(27)은 상기 제1 및 제2 질화물 반도체층들(25, 31) 사이에 위치한다. 여기서, 제1 질화물 반도체층과 제2 질화물 반도체층은 서로 반대의 도전형으로, 예컨대 n형 및 p형일 수 있으며, 또는 그 반대일 수 있다.The first nitride semiconductor layer 25, the third nitride semiconductor layer 26, the active layer 27, the cladding layer 29, and the second nitride semiconductor layer 31 are positioned on the substrate 21. An active layer 27 is positioned between the first and second nitride semiconductor layers 25 and 31. Here, the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer may be opposite conductivity types, for example, n-type and p-type, or vice versa.

상기 제1 질화물 반도체층(25), 활성층(27), 클래드층(29) 및 제2 질화물 반도체층(31)은 질화갈륨 계열의 화합물 반도체 물질, 즉, (Al, In, Ga)N으로 형성될 수 있다. 상기 활성층(27)은 요구되는 파장의 광 예컨대 자외선 또는 청색광을 방출하도록 조성 원소 및 조성비가 결정된다. 상기 제1 질화물 반도체층(25) 및/또는 제2 질화물 반도체층(31)은, 도시한 바와 같이, 단일층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다층 구조로 형성될 수도 있다. 상기 제1 및 제2 질화물 반도체층들(25, 31)은 각각 n형 콘택층 및 p형 콘택층일 수 있다. 또한, 활성층(27)은 단일 양자웰 또는 다중 양자웰 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 기판(21)과 제1 질화물 반도체층(25) 사이에 버퍼층(23)이 개재될 수 있다.The first nitride semiconductor layer 25, the active layer 27, the clad layer 29, and the second nitride semiconductor layer 31 are formed of a gallium nitride-based compound semiconductor material, that is, (Al, In, Ga) N. Can be. The active layer 27 has a composition element and composition ratio determined so as to emit light of a required wavelength such as ultraviolet light or blue light. As illustrated, the first nitride semiconductor layer 25 and / or the second nitride semiconductor layer 31 may be formed as a single layer, but is not limited thereto and may have a multilayer structure. The first and second nitride semiconductor layers 25 and 31 may be n-type contact layers and p-type contact layers, respectively. In addition, the active layer 27 may be formed of a single quantum well or multiple quantum well structures. In addition, a buffer layer 23 may be interposed between the substrate 21 and the first nitride semiconductor layer 25.

한편, 제3 질화물 반도체층(26) 제1 질화물 반도체층(25)과 활성층(27) 사이에 위치하며, 내부에 절연 패턴(26a)을 포함한다. 절연 패턴(26a)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 절연층을 형성하고, 절연층을 사진 및 식각 기술을 이용하여 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 이와 달리, 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 질화물 반도체층(26b)을 성장시킨 후, 나노 임프린트 등과 같은 사진 및 식각 기술을 이용하여 하부 질화물 반도체층(26a)을 패터닝하고, 다시 상부 질화물 반도체층(26c)을 재성장시킴으로써 에어갭들(26a)로 이루어진 절연 패턴을 형성할 수 있다. 상기 절연 패턴(26a)은 스트라이프 형상, 메쉬 형상 또는 아일랜드 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 절연 패턴, 예컨대 에어갭들(26a)은 활성층(27)에서 생성된 광을 산란시켜 질화물 반도체층들 내에 광이 갇히는 것을 방지하여 광 추출 효율을 향상시킨다. 나아가, 상기 에어갭들(26a)은 수직 방향으로 전류가 집중되어 흐르는 것을 방지함으로써 수평 방향으로 전류를 분산시킨다.Meanwhile, the third nitride semiconductor layer 26 is positioned between the first nitride semiconductor layer 25 and the active layer 27, and includes an insulating pattern 26a therein. The insulating pattern 26a may be formed by forming an insulating layer with silicon oxide or silicon nitride and patterning the insulating layer using photo and etching techniques. On the contrary, as shown in FIG. 2, after the lower nitride semiconductor layer 26b is grown, the lower nitride semiconductor layer 26a is patterned by using photolithography and etching techniques such as nanoimprint, and the like, and again the upper nitride semiconductor layer. By regrowing 26c, an insulating pattern made of air gaps 26a can be formed. The insulating pattern 26a may be formed in various shapes such as a stripe shape, a mesh shape, or an island shape. The insulating pattern, eg, the air gaps 26a, scatters light generated in the active layer 27 to prevent light from being trapped in the nitride semiconductor layers, thereby improving light extraction efficiency. Furthermore, the air gaps 26a disperse current in the horizontal direction by preventing the current from being concentrated in the vertical direction.

다시, 도 2를 참조하면, 절연 패턴, 예컨대 에어갭들(26a)은 상기 활성층(27)으로부터 소정 거리(D) 떨어져 위치한다. 에어갭들(26a)은 상기 활성층(27)에 가까울수록 바람직하다. 예컨대, 상기 거리(D)는 100nm~1000nm 범위 내일 수 있다. 거리(D)가 100nm 미만이면, 재성장된 상부 질화물 반도체층(26c)의 두께가 너무 얇아 양질의 활성층(27)을 성장시키기 어렵다. 또한, 거리(D)가 1000nm 이상이면, 에어갭들에 의해 광을 산란시켜 광 추출 효율을 향상시키는 효과가 감소된다.Referring again to FIG. 2, an insulating pattern, such as air gaps 26a, is positioned a distance D away from the active layer 27. The air gaps 26a are preferably closer to the active layer 27. For example, the distance D may be in the range of 100 nm to 1000 nm. If the distance D is less than 100 nm, the thickness of the re-grown upper nitride semiconductor layer 26c is too thin, making it difficult to grow the active layer 27 of good quality. Also, when the distance D is 1000 nm or more, the effect of scattering light by air gaps to improve light extraction efficiency is reduced.

한편, 상기 에어갭들은 폭(W) 및 높이(H)가 각각 50nm~1000nm 범위 내일 수 있다. 즉, 상기 에어갭들의 치수는 활성층(27)에서 생성된 광을 산란시킬 수 있는나노 크기를 갖는다. 에어갭들의 치수가 50nm 미만 또는 1000nm 이상이면, 광 산란이 발생되기 어렵다.Meanwhile, the air gaps may have a width W and a height H of 50 nm to 1000 nm, respectively. That is, the dimensions of the air gaps have a nano size that can scatter light generated in the active layer 27. If the dimensions of the air gaps are less than 50 nm or more than 1000 nm, light scattering is unlikely to occur.

또한, 상기 에어갭들 상호간의 간격(L)은 100nm~1000nm 범위 내일 수 있다. 간격(L)이 100nm 미만이면, 에어갭들에 의한 저항 증가로 순방향 전압이 과도하게 높아지며, 1000nm를 초과하면 에어갭들에 의한 산란 효과가 감소된다.In addition, the interval L between the air gaps may be in the range of 100 nm to 1000 nm. If the gap L is less than 100 nm, the forward voltage becomes excessively high due to the increase in resistance caused by the air gaps, and if it exceeds 1000 nm, the scattering effect due to the air gaps is reduced.

한편, 분포 브래그 반사기(45)가 기판(21) 하부면에 위치한다. 분포 브래그 반사기(45)는 굴절률이 서로 다른 층들이 교대로 적층된 다층 구조를 가지며, 예컨대, SiO2의 제1층과 TiO2 또는 Nb2O5의 제2층을 교대로 적층하여 형성될 수 있다. 상기 제1층과 제2층의 두께는 활성층(27)에서 생성된 광의 파장에 대해 높은 반사율을 나타내도록 선택될 수 있으나, 교대로 적층되는 제1층들 또는 제2층들이 모두 동일한 두께를 가질 필요는 없다.Meanwhile, the distributed Bragg reflector 45 is located on the lower surface of the substrate 21. The distributed Bragg reflector 45 has a multilayer structure in which layers having different refractive indices are alternately stacked. For example, the distribution Bragg reflector 45 may be formed by alternately stacking a first layer of SiO 2 and a second layer of TiO 2 or Nb 2 O 5. The thicknesses of the first layer and the second layer may be selected to exhibit high reflectance with respect to the wavelength of the light generated in the active layer 27, but the first or second layers which are alternately stacked need to have the same thickness. There is no.

나아가, 활성층(27)에서 생성된 광의 파장뿐만 아니라 가시광선의 넓은 파장영역에 걸쳐 상대적으로 높은 반사율, 예컨대 90% 이상의 반사율을 갖도록 다수의 분포 브래그 반사층들(40, 50)이 적층될 수도 있다. 다수의 분포 브래그 반사층들을 적층함으로써 가시영역의 넓은 파장에 대해 높은 반사율을 나타낼 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 발광 다이오드를 실장하여 백색광을 구현하는 패키지의 경우, 상기 발광 다이오드에서 생성된 광과 다른 파장의 광이 상기 발광 다이오드로 입사될 수 있으며, 이때 상기 다른 파장의 광을 다시 반사시킬 수 있어 패키지의 광추출 효율을 개선할 수 있다.Furthermore, a plurality of distributed Bragg reflective layers 40 and 50 may be stacked to have a relatively high reflectance, for example, 90% or more, over a wide wavelength region of visible light as well as the wavelength of light generated in the active layer 27. By stacking multiple distributed Bragg reflective layers, it is possible to exhibit high reflectance over a wide wavelength of the visible region. For example, in a package in which the light emitting diode according to the present invention is mounted to implement white light, light having a wavelength different from that generated by the light emitting diode may be incident on the light emitting diode, and at this time, the light having the different wavelength is reflected back. The light extraction efficiency of the package can be improved.

도 3 및 도 4는 가시광선의 넓은 파장영역에 걸쳐 높은 반사율을 나타내는 분포 브래그 반사기를 설명하기 위해 확대 도시한 단면도들이다.3 and 4 are enlarged cross-sectional views illustrating a distributed Bragg reflector showing high reflectance over a wide wavelength range of visible light.

도 3을 참조하면, 상기 기판(21)의 하부에 분포 브래그 반사기(45)가 위치한다. 상기 분포 브래그 반사기(45)는 제1 분포 브래그 반사기(40) 및 제2 분포 브래그 반사기(50)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a distribution Bragg reflector 45 is positioned below the substrate 21. The distribution Bragg reflector 45 includes a first Distribution Bragg reflector 40 and a second Distribution Bragg reflector 50.

제1 분포 브래그 반사기(40)는 제1 재료층(40a)과 제2 재료층(40b)의 복수개의 쌍들이 반복하여 형성되고, 제2 분포 브래그 반사기(50)는 제3 재료층(50a)과 제4 재료층(50b)의 복수개의 쌍들이 반복하여 형성된다. 상기 제1 재료층(40a) 및 상기 제2 재료층(40b)의 복수개의 쌍들은 청색 파장 영역의 광에 비해 적색 파장 영역의 광, 예컨대 550nm 또는 630nm의 광에 대한 반사율이 상대적으로 높고, 상기 제2 분포 브래그 반사기(50)는 적색 또는 녹색 파장 영역의 광에 비해 청색 파장 영역의 광, 예컨대 460nm의 광에 대한 반사율이 상대적으로 높을 수 있다. 이때, 상기 제1 분포 브래그 반사기(40) 내의 재료층들(40a, 40b)의 광학 두께가 상기 제2 분포 브래그 반사기(50) 내의 재료층들(50a, 50b)의 광학 두께보다 두꺼우나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 반대의 경우일 수도 있다.The first distributed Bragg reflector 40 is formed by repeating a plurality of pairs of the first material layer 40a and the second material layer 40b, and the second distributed Bragg reflector 50 includes the third material layer 50a. And a plurality of pairs of the fourth material layer 50b are formed repeatedly. The plurality of pairs of the first material layer 40a and the second material layer 40b have a relatively high reflectance for light in a red wavelength region, for example, light of 550 nm or 630 nm, compared to light in a blue wavelength region. The second distribution Bragg reflector 50 may have a relatively high reflectance for light in the blue wavelength region, for example, light of 460 nm, compared to light in the red or green wavelength region. At this time, the optical thicknesses of the material layers 40a and 40b in the first distributed Bragg reflector 40 are thicker than the optical thicknesses of the material layers 50a and 50b in the second distributed Bragg reflector 50. It is not limited and vice versa.

상기 제1 재료층(40a)은 상기 제3 재료층(50a)과 동일한 재료, 즉 동일한 굴절률을 가질 수 있으며, 상기 제2 재료층(40b)은 상기 제4 재료층(50b)과 동일한 재료, 즉 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제1 재료층(40a) 및 제3 재료층(50a)은 TiO2(n: 약 2.5)로 형성될 수 있으며, 상기 제2 재료층(40b) 및 제4 재료층(50b)은 SiO2(n: 약 1.5)로 형성될 수 있다.The first material layer 40a may have the same material as that of the third material layer 50a, that is, the same refractive index, and the second material layer 40b may have the same material as the fourth material layer 50b, That is, it may have the same refractive index. For example, the first material layer 40a and the third material layer 50a may be formed of TiO 2 (n: about 2.5), and the second material layer 40b and the fourth material layer 50b may be formed. SiO 2 (n: about 1.5).

한편, 상기 제1 재료층(40a)의 광학 두께(굴절률×두께)는 제2 재료층(40b)의 광학 두께와 실질적으로 정수배의 관계를 가지며, 바람직하게 이들의 광학 두께는 실질적으로 서로 동일할 수 있다. 또한, 상기 제3 재료층(50a)의 광학 두께는 제4 재료층(50b)의 광학 두께와 실질적으로 정수배의 관계를 가지며, 바람직하게 이들의 광학 두께는 실질적으로 서로 동일할 수 있다.On the other hand, the optical thickness (refractive index × thickness) of the first material layer 40a has a substantially integer relationship with the optical thickness of the second material layer 40b, and preferably their optical thicknesses are substantially equal to each other. Can be. In addition, the optical thickness of the third material layer 50a has a substantially integer relationship with the optical thickness of the fourth material layer 50b. Preferably, their optical thicknesses may be substantially the same.

또한, 상기 제1 재료층(40a)의 광학 두께가 상기 제3 재료층(50a)의 광학 두께보다 더 두껍고, 상기 제2 재료층(40b)의 광학 두께가 상기 제4 재료층(50b)의 광학 두께보다 더 두껍다. 상기 제1 내지 제4 재료층들(40a, 40b, 50a, 50b)의 광학 두께는 각 재료층의 굴절률 및/또는 실제 두께를 조절하여 제어할 수 있다.In addition, the optical thickness of the first material layer 40a is thicker than the optical thickness of the third material layer 50a, and the optical thickness of the second material layer 40b of the fourth material layer 50b. Thicker than optical thickness. The optical thicknesses of the first to fourth material layers 40a, 40b, 50a, and 50b may be controlled by adjusting the refractive index and / or the actual thickness of each material layer.

다시 도 1을 참조하면, 상기 분포 브래그 반사기(45)의 하부에 Al, Ag 또는 Rh 등의 반사 금속층(51)이 형성될 수 있으며, 상기 분포 브래그 반사기(45)를 보호하기 위한 보호층(53)이 형성될 수 있다. 상기 보호층(53)은 예컨대, Ti, Cr, Ni, Pt, Ta 및 Au에서 선택된 어느 하나의 금속층 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 상기 보호층(53)은 분포 브래그 반사기(45)를 외부의 충격이나 오염으로부터 보호한다.Referring back to FIG. 1, a reflective metal layer 51 such as Al, Ag, or Rh may be formed below the distribution Bragg reflector 45, and a protective layer 53 for protecting the Distribution Bragg reflector 45. ) May be formed. The protective layer 53 may be formed of, for example, any one metal layer selected from Ti, Cr, Ni, Pt, Ta, and Au or an alloy thereof. The protective layer 53 protects the distributed Bragg reflector 45 from external impact or contamination.

본 실시예에 따르면, 상대적으로 장파장의 가시광선에 대해 반사율이 높은 제1 분포 브래그 반사기(40)와 상대적으로 단파장의 가시광선에 대해 반사율이 높은 제2 분포 브래그 반사기(50)가 서로 적층된 구조의 분포 브래그 반사기(45)가 제공된다. 분포 브래그 반사기(45)는 이들 제1 분포 브래그 반사기(40)와 제2 분포 브래그 반사기(50)의 조합에 의해 가시광선 영역의 대부분의 영역에 걸쳐 광에 대한 반사율을 높일 수 있다.According to the present embodiment, a structure in which a first distributed Bragg reflector 40 having a relatively high reflectance with respect to long wavelength visible light and a second distributed Bragg reflector 50 having a relatively high reflectance with respect to short wavelength visible light are stacked on each other. A distribution Bragg reflector 45 of is provided. The distribution Bragg reflector 45 can increase the reflectance with respect to light over most of the visible region by the combination of these first Distribution Bragg reflectors 40 and the second Distribution Bragg reflectors 50.

일반적으로, 분포 브래그 반사기는 특정 파장 범위의 광에 대한 반사율은 높지만, 다른 파장 범위의 광에 대한 반사율이 상대적으로 낮기 때문에, 백색광을 방출하는 발광 다이오드 패키지에서 광 효율 향상에 한계가 있다. 그러나, 본 실시예에 따르면, 분포 브래그 반사기(45)가 청색 파장 영역의 광뿐만 아니라 녹색 파장 영역의 광 및 적색 파장 영역의 광에 대해서도 높은 반사율을 가질 수 있으므로, 발광 다이오드 패키지의 광 효율을 개선할 수 있다.In general, the distributed Bragg reflector has a high reflectance for light in a specific wavelength range, but has a low reflectance for light in a different wavelength range, and thus, there is a limit in improving light efficiency in a light emitting diode package emitting white light. However, according to the present embodiment, the distributed Bragg reflector 45 can have high reflectance not only for light in the blue wavelength region but also light in the green wavelength region and light in the red wavelength region, thereby improving the light efficiency of the LED package. can do.

본 실시예에 있어서, 제1 분포 브래그 반사기(40)와 제2 분포 브래그 반사기(50)의 두개의 반사기들에 대해 설명하지만, 더 많은 수의 반사기들이 사용될 수도 있다. 이 경우, 상대적으로 장파장에 대해 반사율이 높은 반사기들이 발광 구조체(30)에 상대적으로 가깝게 위치하는 것이 바람직하다.In the present embodiment, two reflectors of the first distributed Bragg reflector 40 and the second distributed Bragg reflector 50 are described, but a larger number of reflectors may be used. In this case, it is preferable that reflectors having a relatively high reflectance with respect to a long wavelength are located relatively close to the light emitting structure 30.

또한, 본 실시예에 있어서, 상기 제1 분포 브래그 반사기(40)내의 제1 재료층들(40a)의 두께는 서로 다를 수도 있으며, 또한, 제2 재료층들(40b)의 두께는 서로 다를 수도 있다. 또한, 상기 제2 분포 브래그 반사기(50) 내의 제1 재료층들(40a)의 두께는 서로 다를 수도 있으며, 또한, 제2 재료층들(50b)의 두께는 서로 다를 수 있다. 상기 각 재료층들의 두께는 가시광선의 전 파장 영역에 걸쳐 90% 이상, 바람직하게는 95%이상, 더 바람직하게는 99% 이상의 반사율을 갖도록 선택될 수 있다.In addition, in the present embodiment, the thicknesses of the first material layers 40a in the first distribution Bragg reflector 40 may be different from each other, and the thicknesses of the second material layers 40b may be different from each other. have. In addition, the thicknesses of the first material layers 40a in the second distribution Bragg reflector 50 may be different from each other, and the thicknesses of the second material layers 50b may be different from each other. The thickness of each of the material layers may be selected to have a reflectance of at least 90%, preferably at least 95%, more preferably at least 99% over the entire wavelength range of visible light.

본 실시예에 있어서, 상기 재료층들(40a, 40b, 50a, 50b)이 SiO2 또는 TiO2로 형성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 재료층들, 예컨대 Si3N4, Nb2O5, 화합물 반도체 등으로 형성될 수도 있다. 다만, 상기 제1 재료층(40a)과 상기 제2 재료층(40b)의 굴절률 차이 및 상기 제3 재료층(50a)과 상기 제4 재료층(50b)의 굴절률 차이가 각각 0.5보다 큰 것이 바람직하다.In the present embodiment, the material layers 40a, 40b, 50a, and 50b have been described as being formed of SiO 2 or TiO 2 , but are not limited thereto, and other material layers such as Si 3 N 4 and Nb. 2 O 5 , a compound semiconductor, or the like. However, the difference in refractive index between the first material layer 40a and the second material layer 40b and the difference in refractive index between the third material layer 50a and the fourth material layer 50b are preferably greater than 0.5, respectively. Do.

나아가, 상기 분포 브래그 반사기(45)의 첫째층 및 마지막층은 SiO2일 수 있다. SiO2를 분포 브래그 반사기(45)의 첫째층 및 마지막층에 배치함으로써 제1 브래그 반사기(40) 안정하게 기판(21)에 부착할 수 있고, 또한 제2 분포 브래그 반사기(50)를 보호할 수 있다.Furthermore, the first and last layers of the distribution Bragg reflector 45 may be SiO 2 . By placing SiO 2 on the first and last layers of the distributed Bragg reflector 45, the first Bragg reflector 40 can be stably attached to the substrate 21, and the second distributed Bragg reflector 50 can be protected. have.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분포 브래그 반사기(55)를 설명하기 위한 단면도이다. 앞서 도 3에서는, 분포 브래그 반사기(45)가 제1 분포 브래그 반사기(40)와 제2 분포 브래그 반사기(50)의 적층 구조인 것으로 도시 및 설명하였다. 이와 달리, 본 실시예에 따른 분포 브래그 반사기(55)에서는 제1 재료층(40a)과 제2 재료층(40b)의 복수개의 쌍들과 제3 재료층(50a)과 제4 재료층(50b)의 복수개의 쌍들이 서로 섞여 있다. 즉, 제3 재료층(50a)과 제4 재료층(50b)의 적어도 하나의 쌍이 제1 재료층(40a)과 제2 재료층(40b)의 복수개의 쌍들 사이에 위치하며, 또한, 제1 재료층(40a)과 제2 재료층(40b)의 적어도 하나의 쌍이 제3 재료층(50a)과 제4 재료층(50b)의 복수개의 쌍들 사이에 위치한다. 여기서, 상기 제1 내지 제4 재료층들(40a, 40b, 50a, 50b)의 광학 두께는 가시광선 영역의 넓은 범위에 걸쳐 광에 대한 높은 반사율을 갖도록 제어된다.4 is a cross-sectional view illustrating a distributed Bragg reflector 55 according to another embodiment of the present invention. In FIG. 3, the distribution Bragg reflector 45 is illustrated and described as being a laminated structure of the first Distribution Bragg reflector 40 and the second Distribution Bragg reflector 50. In contrast, in the distributed Bragg reflector 55 according to the present embodiment, a plurality of pairs of the first material layer 40a and the second material layer 40b, the third material layer 50a, and the fourth material layer 50b are used. A plurality of pairs of are mixed together. That is, at least one pair of the third material layer 50a and the fourth material layer 50b is located between the plurality of pairs of the first material layer 40a and the second material layer 40b, and also includes the first At least one pair of the material layer 40a and the second material layer 40b is positioned between the plurality of pairs of the third material layer 50a and the fourth material layer 50b. Here, the optical thicknesses of the first to fourth material layers 40a, 40b, 50a, and 50b are controlled to have a high reflectance for light over a wide range of visible light region.

앞에서 가시광선의 넓은 파장 영역에 걸쳐 반사율이 높은 분포 브래그 반사기에 대해 몇몇 예를 들어 설명하였지만, 굴절률이 서로 다른 층들을 반복하여 적층함으로써 다양한 구조의 분포 브래그 반사기를 형성할 수 있으며, 이들 층들의 광학 두께를 제어함으로써 가시광선 영역의 전체 파장 영역에 걸쳐 높은 반사율을 갖는 분포 브래그 반사기를 형성할 수 있다.Although some examples have been described above of a highly distributed Bragg reflector over a broad wavelength range of visible light, it is possible to form a distributed Bragg reflector of various structures by repeatedly stacking layers having different refractive indices, and the optical thickness of these layers. By controlling, it is possible to form a distributed Bragg reflector having a high reflectance over the entire wavelength region of the visible light region.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.5 is a cross-sectional view for describing a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 도 1을 참조하여 설명한 발광 다이오드와 대체로 유사하나, 내부에 절연 패턴, 예컨대 에어갭들(30a)을 포함하는 제3 질화물 반도체층(30)이 제2 질화물 반도체층(31)과 활성층(27) 사이에 위치하는 것에 차이가 있다.Referring to FIG. 5, the light emitting diode according to the present embodiment is generally similar to the light emitting diode described with reference to FIG. 1, but has a third nitride semiconductor layer 30 including an insulation pattern, for example, air gaps 30a. There is a difference between being positioned between the second nitride semiconductor layer 31 and the active layer 27.

즉, 제3 질화물 반도체층(30)이 활성층(27) 상부의 클래드층(29) 상에 위치하며, 제3 질화물 반도체층(30) 상에 제2 질화물 반도체층(31)이 위치한다. 상기 에어갭들(30a)은 활성층(27)에서 생성된 광을 산란시켜 광추출 효율을 향상시키며, 제3 질화물 반도체층(30)의 저항을 증가시켜 전류 분산을 돕는다.That is, the third nitride semiconductor layer 30 is positioned on the clad layer 29 above the active layer 27, and the second nitride semiconductor layer 31 is positioned on the third nitride semiconductor layer 30. The air gaps 30a scatter light generated in the active layer 27 to improve light extraction efficiency and increase resistance of the third nitride semiconductor layer 30 to help current dispersion.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.6 is a cross-sectional view for describing a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 도 5를 참조하여 설명한 발광 다이오드와 대체로 유사하나, 내부에 절연 패턴, 예컨대 에어갭들(30a)을 포함하는 제3 질화물 반도체층(30)이 클래드층(29)과 활성층(27) 사이에 위치하는 것에 차이가 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 에어갭들(30a)을 활성층(27)에 더 가깝게 배치할 수 있다.Referring to FIG. 6, the light emitting diode according to the present embodiment is generally similar to the light emitting diode described with reference to FIG. 5, but has a third nitride semiconductor layer 30 including an insulating pattern therein, for example, air gaps 30a. There is a difference between the cladding layer 29 and the active layer 27. According to the present embodiment, the air gaps 30a may be disposed closer to the active layer 27.

도 5 및 6의 실시예에 있어서, 상기 에어갭들(30a)은 활성층(27)이 성장된 후에 제3 질화물 반도체층(30) 내에 형성되므로, 제1 질화물 반도체층(25)과 활성층(27) 사이에 위치하는 경우에 비해 활성층(27)에 더 가깝게 위치할 수 있으며, 예컨대 50nm~1000nm 범위 내에서 활성층(27)으로부터 떨어져 위치할 수 있다.5 and 6, since the air gaps 30a are formed in the third nitride semiconductor layer 30 after the active layer 27 is grown, the first nitride semiconductor layer 25 and the active layer 27 are formed. It may be located closer to the active layer 27 than when positioned between), for example, may be located away from the active layer 27 in the range of 50nm to 1000nm.

앞의 실시예들에 있어서, 절연 패턴, 예컨대 에어갭들이 활성층(27)의 아래쪽 또는 위쪽에 배치된 발광 다이오드에 대해 설명하였으나, 상기 에어갭들은 활성층(27)의 양쪽에 배치될 수도 있다.In the above embodiments, the light emitting diode in which the insulating pattern, for example, the air gaps are disposed below or above the active layer 27 has been described, but the air gaps may be disposed on both sides of the active layer 27.

앞의 설명에서, 에어갭들의 폭(W) 및 높이(H), 에어갭들간의 간격(L) 및 이격 거리(D)의 범위에 대해 설명했지만, 이들 치수 범위는 에어갭들뿐만 아니라, 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물로 형성된 절연패턴에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.In the foregoing description, while the width W and height H of the air gaps, the distance L between the air gaps, and the range of the separation distance D have been described, these dimension ranges are not only air gaps, but also silicon. The same applies to the insulating pattern formed of nitride or silicon oxide.

Claims (11)

기판;
상기 기판 상부에 위치하는 제1 질화물 반도체층;
상기 제1 질화물 반도체층 상부에 위치하는 활성층;
상기 활성층 상부에 위치하는 제2 질화물 반도체층;
상기 제1 질화물 반도체층과 상기 활성층 사이에 또는 상기 제2 질화물 반도체층과 상기 활성층 사이에 개재되고, 내부에 절연 패턴을 포함하는 제3 질화물 반도체층; 및
상기 기판 하부에 위치하는 다층 구조의 분포 브래그 반사기를 포함하는 발광 다이오드.Board;
A first nitride semiconductor layer on the substrate;
An active layer positioned on the first nitride semiconductor layer;
A second nitride semiconductor layer positioned on the active layer;
A third nitride semiconductor layer interposed between the first nitride semiconductor layer and the active layer or between the second nitride semiconductor layer and the active layer and including an insulating pattern therein; And
A light emitting diode comprising a distributed Bragg reflector having a multi-layer structure positioned under the substrate. 청구항 1에 있어서,
상기 절연 패턴은 질화물 반도체로 둘러싸인 에어갭들로 이루어진 발광 다이오드.The method according to claim 1,
And the insulating pattern includes air gaps surrounded by a nitride semiconductor. 청구항 2에 있어서,
상기 에어갭들은 상기 활성층으로부터 떨어져 위치하는 발광 다이오드.The method according to claim 2,
And the air gaps are located away from the active layer. 청구항 3에 있어서,
상기 에어갭들 상호간의 간격은 100nm~1000nm 범위 내인 발광 다이오드.The method according to claim 3,
A light emitting diode having a gap between the air gaps in a range of 100 nm to 1000 nm. 청구항 3에 있어서,
상기 에어갭들은 폭 및 높이가 각각 50nm~1000nm 범위 내인 발광 다이오드. The method according to claim 3,
The air gap is a light emitting diode having a width and a height in the range of 50nm to 1000nm, respectively. 청구항 3에 있어서,
상기 에어갭들은 상기 제1 질화물 반도체층과 상기 활성층 사이에 위치하고, 상기 에어갭들은 상기 활성층으로부터 100nm~1000nm 떨어져 위치하는 발광 다이오드.The method according to claim 3,
The air gaps are positioned between the first nitride semiconductor layer and the active layer, and the air gaps are 100 nm to 1000 nm away from the active layer. 청구항 3에 있어서,
상기 에어갭들은 상기 제2 질화물 반도체층과 상기 활성층 사이에 위치하고, 상기 에어갭들은 상기 활성층으로부터 50nm~500nm 떨어져 위치하는 발광 다이오드.The method according to claim 3,
The air gaps are positioned between the second nitride semiconductor layer and the active layer, and the air gaps are positioned 50 nm to 500 nm away from the active layer. 청구항 7에 있어서,
상기 절연 패턴과 상기 활성층 사이에 클래드층을 더 포함하는 발광 다이오드.The method according to claim 7,
The light emitting diode further comprises a cladding layer between the insulating pattern and the active layer. 청구항 1에 있어서,
상기 분포 브래그 반사기는 청색 파장 영역의 제1 파장의 광, 녹색 파장 영역의 제2 파장의 광 및 적색 파장 영역의 제3 파장의 광에 대해 90% 이상의 반사율을 갖는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
The distributed Bragg reflector has a reflectivity of at least 90% for light at a first wavelength in a blue wavelength region, light at a second wavelength in a green wavelength region, and light at a third wavelength in a red wavelength region. 청구항 9에 있어서,
상기 분포 브래그 반사기 하부에 반사 금속층을 더 포함하는 발광 다이오드.The method according to claim 9,
And a reflective metal layer under the distribution Bragg reflector. 청구항 1에 있어서,
상기 절연 패턴은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 형성된 발광 다이오드.The method according to claim 1,
The insulating pattern is a light emitting diode formed of silicon oxide or silicon nitride.
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