KR20120018583A - Light emitting device - Google Patents

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KR20120018583A
KR20120018583A KR1020100081515A KR20100081515A KR20120018583A KR 20120018583 A KR20120018583 A KR 20120018583A KR 1020100081515 A KR1020100081515 A KR 1020100081515A KR 20100081515 A KR20100081515 A KR 20100081515A KR 20120018583 A KR20120018583 A KR 20120018583A
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barrier
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송용선
원종학
장정훈
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A light emitting device is provided to increase photonic efficiency by forming a first electrode and a second electrode and reflecting the light from a light emitting diode. CONSTITUTION: A first conductive semiconductor layer(110) is formed on a substrate(100). An active layer(120) is formed on the first conductive semiconductor layer. An interfacial layer(130) is formed on the active layer. A second conductive semiconductor layer(140) is formed on the interfacial layer. A first electrode(170) and a second electrode(180) are formed on the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer.

Description

발광소자{Light emitting device}[0001]

실시예는 발광소자에 관한 것이다.The embodiment relates to a light emitting device.

반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 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, 환경친화성의 장점을 가진다.Light emitting devices such as light emitting diodes or laser diodes using semiconductors of Group 3-5 or 2-6 compound semiconductor materials of semiconductors have various colors such as red, green, blue and ultraviolet rays due to the development of thin film growth technology and device materials. It is possible to realize efficient white light by using fluorescent materials or combining colors, and it has low power consumption, semi-permanent life, fast response speed, safety and environmental friendliness compared to conventional light sources such as fluorescent and incandescent lamps. Has an advantage.

따라서, 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 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.Therefore, a white light emitting device that can replace a fluorescent light bulb or an incandescent bulb that replaces a Cold Cathode Fluorescence Lamp (CCFL) constituting a backlight of a transmission module of an optical communication means and a liquid crystal display (LCD) display device. Applications are expanding to diode lighting devices, automotive headlights and traffic lights.

실시예는 발광소자의 발광효율을 개선하고자 한다.The embodiment is intended to improve the luminous efficiency of the light emitting device.

실시예는 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층; 상기 활성층 상의 계면층; 및 상기 계면층 상의 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 계면층은 에너지 밴드 갭이 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로부터 상기 활성층 방향으로 증가하는 장벽층이 적어도 2회 구비되고, 상기 각각의 장벽층 간에는 에너지 밴드 갭이 일정하고 p-도핑된 InxGa1 - xN의 조성을 갖는 기저층이 구비되는 발광소자를 제공한다.An embodiment includes a first conductivity type semiconductor layer; An active layer on the first conductivity type semiconductor layer; An interface layer on the active layer; And a second conductivity-type semiconductor layer on the interface layer, wherein the interface layer includes at least two barrier layers each having an energy band gap increased from the direction of the second conductivity-type semiconductor layer toward the active layer. Provided is a light emitting device comprising a base layer having a constant energy band gap between barrier layers and a composition of p-doped In x Ga 1 - x N.

여기서, 상기 기저층은 InxGa1-xN의 조성을 가질 수 있다.Here, the base layer may have a composition of In x Ga 1-x N.

그리고, 상기 기저층은 p-도핑되고, 적어도 1 나노미터의 두께를 가질 수 있다.The base layer is p-doped and may have a thickness of at least 1 nanometer.

그리고, 상기 적어도 하나의 장벽층은 에너지 밴드 갭의 최고점에서, 상기 에너지 밴드 갭이 일정한 구간을 가질 수 있다.The at least one barrier layer may have a section in which the energy band gap is constant at the highest point of the energy band gap.

그리고, 상기 장벽층의 에너지 밴드 갭은 상기 제2 도전형 반도체층 방향의 시작점으로부터 증가하고 상기 활성층 방향의 종료점에서 수직하게 감소할 수 있다.The energy band gap of the barrier layer may increase from the start point of the second conductive semiconductor layer direction and may decrease vertically at the end point of the active layer direction.

그리고, 상기 계면층은 상기 기저층을 두고 서로 인접하는 제1 장벽층과 제2 장벽층을 포함하고, 상기 제1 장벽층은 에너지 밴드갭이 상기 제2 도전형 반도체층 방향의 시작점으로부터 증가하여 상기 활성층 방향의 종료점에서 상기 기저층의 에너지 밴드 갭으로 수직하게 감소하고, 상기 제2 장벽층의 시작점의 에너지 밴드 갭은 상기 기저층의 에너지 밴드 갭과 동일할 수 있다.The interfacial layer includes a first barrier layer and a second barrier layer adjacent to each other with the base layer, wherein the first barrier layer has an energy bandgap increased from a starting point in the direction of the second conductive semiconductor layer. The energy band gap of the base layer may be vertically reduced at the end point of the active layer direction, and the energy band gap of the start point of the second barrier layer may be the same as the energy band gap of the base layer.

그리고, 상기 제1 장벽층과 제2 장벽층의 에너지 밴드 갭의 패턴은 동일할 수 있다.The pattern of the energy band gap of the first barrier layer and the second barrier layer may be the same.

그리고, 상기 계면층은, AlxInyGa1-x-yN(여기서, 0≤x,y≤1)의 조성을 가질 수 있다.The interface layer may have a composition of Al x In y Ga 1-xy N (where 0 ≦ x, y ≦ 1).

그리고, 상기 계면층 내에서 Al의 조성은 30% 이하일 수 있다.In addition, the composition of Al in the interface layer may be 30% or less.

그리고, 상기 장벽층 내에서의 Al 조성은 상기 활성층 방향으로 증가할 수 있다.In addition, the Al composition in the barrier layer may increase in the active layer direction.

그리고, 상기 장벽층 내에서의 In 조성은 상기 활성층 방향으로 감소할 수 있다.The In composition in the barrier layer may decrease in the active layer direction.

그리고, 상기 기저층의 에너지 밴드 갭은 상기 제2 도전형 반도체층의 에너지 밴드 갭 이하일 수 있다.The energy band gap of the base layer may be less than or equal to the energy band gap of the second conductive semiconductor layer.

그리고, 상기 장벽층의 에너지 밴드 갭의 최고점은 상기 활성층 내의 양자벽의 에너지 밴드 갭보다 클 수 있다.The peak of the energy band gap of the barrier layer may be greater than the energy band gap of the quantum wall in the active layer.

그리고, 상기 장벽층의 두께는 적어도 2 나노미터이고, 상기 계면층의 에너지 밴드 갭은 0.8~6.2 eV이며 In-plane 격자 상수는 3.10~3.54Å(옹스트롱)일 수 있다.The barrier layer may have a thickness of at least 2 nanometers, the energy band gap of the interfacial layer may be 0.8-6.2 eV, and the in-plane lattice constant may be 3.10-3.54 kW (Angstrom).

그리고, 상기 계면층은 상기 기저층을 두고 서로 인접하는 제1 장벽층과 제2 장벽층을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층에 인접한 제1 장벽층의 에너지 밴드 갭의 최고값은 상기 활성층에 인접한 제2 장벽층의 에너지 밴드 갭의 최고값보다 클 수 있다.The interfacial layer includes a first barrier layer and a second barrier layer adjacent to each other on the base layer, and a maximum value of an energy band gap of the first barrier layer adjacent to the second conductive semiconductor layer is determined by the active layer. It may be greater than the highest value of the energy band gap of the adjacent second barrier layer.

그리고, 상기 계면층은 Al을 포함하고, 상기 제1 장벽층의 Al 조성이 상기 제2 장벽층의 Al 조성보다 클 수 있다.The interface layer may include Al, and an Al composition of the first barrier layer may be greater than an Al composition of the second barrier layer.

그리고, 상기 활성층에 가장 인접한 장벽층의 Al 조성은 10% 이하일 수 있다.In addition, the Al composition of the barrier layer closest to the active layer may be 10% or less.

또한, 상기 적어도 하나의 장벽층은 에너지 밴드 갭의 최고점에서 기설정된 두께를 가질 수 있다.In addition, the at least one barrier layer may have a predetermined thickness at the highest point of the energy band gap.

실시예에 따른 발광소자는 발광효율이 향상된다.The light emitting device according to the embodiment improves luminous efficiency.

도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면도이고,
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 갭의 제1 실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 갭의 제2 실시예를 나타낸 도면이고,
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 갭의 제3 실시예를 나타낸 도면이고,
도 5는 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 갭의 제4 실시예를 나타낸 도면이고,
도 6은 계면층의 에너지 밴드 갭 및 격자 상수를 나타낸 도면이고,
도 7 내지 도 9는 발광소자의 에너지 밴드 갭의 다른 실시예들을 나타낸 도면이고,
도 10은 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이다.
1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment;
2 is a view showing a first embodiment of an energy band gap of a light emitting device according to the embodiment;
3 is a view showing a second embodiment of the energy band gap of the light emitting device according to the embodiment;
4 is a view showing a third embodiment of the energy band gap of the light emitting device according to the embodiment;
5 is a view showing a fourth embodiment of the energy band gap of the light emitting device according to the embodiment;
6 is a diagram showing energy band gap and lattice constant of an interfacial layer,
7 to 9 are views showing other embodiments of the energy band gap of the light emitting device,
10 is a view showing an embodiment of a light emitting device package.

이하 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), region, pattern or structure is formed "on" or "under" a substrate, each layer The terms " on "and " under " encompass both being formed" directly "or" indirectly " In addition, the criteria for the top or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.

도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면도이고, 도 2는 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 갭의 제1 실시예를 나타낸 도면이며, 도 6은 계면층의 에너지 밴드 갭 및 격자 상수를 나타낸 도면이다. 이하에서, 도 1, 도 2 및 도 6을 참조하여 실시예에 따른 발광소자를 설명한다.1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment, FIG. 2 is a view showing a first embodiment of an energy band gap of a light emitting device according to the embodiment, and FIG. 6 shows an energy band gap and a lattice constant of an interface layer. Drawing. Hereinafter, a light emitting device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 6.

도시된 바와 같이 실시예에 따른 발광소자는 기판(100) 상에 제1 도전형 반도체층(110)과 활성층(120)과 계면층(130) 및 제2 도전형 반도체층(140)이 적층된다.As illustrated, in the light emitting device according to the embodiment, the first conductive semiconductor layer 110, the active layer 120, the interface layer 130, and the second conductive semiconductor layer 140 are stacked on the substrate 100. .

상기 기판(100)은 투광성을 갖는 재질, 예를 들어, 사파이어(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga203, 그리고 GaAs 등이 사용될 수 있다.The substrate 100 may be formed of a light-transmissive material, for example, sapphire (Al 2 0 3 ), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga 2 0 3 , and GaAs.

그리고, 상기 질화물 반도체와 기판(100) 사이에는 버퍼층(미도시)이 구비되어 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화시킬 수 있는데, 버퍼층(미도시)은 저온 성장 GaN층 또는 AlN층 등을 사용할 수 있다.In addition, a buffer layer (not shown) may be provided between the nitride semiconductor and the substrate 100 to mitigate the difference in lattice mismatch and thermal expansion coefficient of the material. The buffer layer (not shown) may be a low temperature growth GaN layer or an AlN layer, or the like. Can be used.

제1 도전형 반도체층(110)은 제1 도전형 반도체층으로만 형성되거나, 상기 제1 도전형 반도체층 아래에 언도프트 반도체층을 더 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The first conductive semiconductor layer 110 may be formed of only the first conductive semiconductor layer, or may further include an undoped semiconductor layer under the first conductive semiconductor layer, but is not limited thereto.

상기 제1 도전형 반도체층(110)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있는데, 상기 n형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.The first conductivity-type semiconductor layer 110 may include, for example, an n-type semiconductor layer, wherein the n-type semiconductor layer is In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y 1, 0 ≦ x + y ≦ 1), for example, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, and the like, and may be selected from Si, Ge, Sn, Se, Te, and the like. An n-type dopant may be doped.

상기 언도프트 반도체층은 상기 제1 도전형 반도체층은 결정성 향상을 위해 형성되는 층으로, 상기 n형 도펀트가 도핑되지 않아 상기 제1 도전형 반도체층에 비해 낮은 전기전도성을 갖는 것을 제외하고는 상기 제1 도전형 반도체층과 같을 수 있다.The undoped semiconductor layer is a layer in which the first conductivity type semiconductor layer is formed to improve crystallinity, except that the n-type dopant is not doped and thus has lower electrical conductivity than that of the first conductivity type semiconductor layer. It may be the same as the first conductive semiconductor layer.

상기 제1 도전형 반도체층(110) 상에 활성층(120)이 형성될 수 있다. 상기 활성층(120)은 예를 들어, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 양자선(Quantum wire) 구조, 양자점(Quantum dot) 구조, 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.An active layer 120 may be formed on the first conductivity type semiconductor layer 110. The active layer 120 is formed of, for example, a semiconductor material having a compositional formula of In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1). It may include at least one of a quantum wire structure, a quantum dot structure, a single quantum well structure, or a multi quantum well structure (MQW).

상기 활성층(120)은 상기 제1 도전형 반도체층(110) 및 하기의 제2 도전형 반도체층(140)으로부터 제공되는 전자 및 정공의 재결합(recombination) 과정에서 발생되는 에너지에 의해 광을 생성할 수 있다.The active layer 120 may generate light by energy generated in a recombination process of electrons and holes provided from the first conductive semiconductor layer 110 and the second conductive semiconductor layer 140. Can be.

그리고, 상기 활성층(120) 상에는 계면층(130)이 형성될 수 있다. 상기 계면층(130)은 장벽층이 적어도 2회 구비되고, 상기 각각의 장벽층 사이에는 기저층이 구비된다. 도 2에는 계면층(130) 내에 3개의 장벽층이 구비되어 있고, 각각의 장벽층 사이에 2개의 기저층이 구비되어 있다.In addition, an interface layer 130 may be formed on the active layer 120. The interfacial layer 130 is provided with a barrier layer at least twice, and a base layer is provided between each barrier layer. In FIG. 2, three barrier layers are provided in the interface layer 130, and two base layers are provided between each barrier layer.

여기서, 상기 기저층은 각각의 장벽층 사이에 구비되고, 에너지 밴드 갭이 일정한 구간이며, 계면층(130) 내에서 가장 낮은 에너지 밴드 갭을 가지는 구간이다. 그리고, 상기 기저층은 InxGa1 - xN의 조성을 가질 수 있는데, 여기서 x는 0보다 크고 1보다 작은 값을 갖고, 마그네슘(Mg) 등으로 p-도핑될 수 있다. 상기 기저층은 상기 제2 도전형 반도체층(126)으로부터 주입된 정공이 상기 활성층(120) 방향으로 주입되는 전공의 원활한 이동을 위한 것이므로, 각 장벽층 사이에 에너지 밴드 갭이 일정한 구간이 1 나노미터 이상 구비될 수 있는데, 상기 기저층에는 제조공정에서 Al이 미량 첨가될 수 있다.Here, the base layer is provided between each barrier layer, the energy band gap is a constant section, and the section having the lowest energy band gap in the interface layer 130. In addition, the base layer may have a composition of In x Ga 1 - x N, where x has a value greater than 0 and less than 1, and may be p-doped with magnesium (Mg) or the like. Since the base layer is for smooth movement of the holes injected from the second conductive semiconductor layer 126 toward the active layer 120, a section having a constant energy band gap between each barrier layer is 1 nanometer. The base layer may be provided with a small amount of Al in the manufacturing process.

그리고, 각각의 장벽층의 에너지 밴드 갭은 상기 제2 도전형 반도체층(140)으로부터 상기 활성층(120) 방향으로 증가하게 구비되어 있다. 또한, 상기 장벽층의 에너지 밴드 갭은 상기 제2 도전형 반도체층(140) 방향의 시작점으로부터 증가하고 상기 활성층 방향의 종료점에서 수직하게 감소하여 상기 기저층에 이르게 된다.In addition, the energy band gap of each barrier layer is provided to increase in the direction of the active layer 120 from the second conductivity type semiconductor layer 140. In addition, the energy band gap of the barrier layer increases from the start point in the direction of the second conductivity type semiconductor layer 140 and decreases perpendicularly from the end point in the direction of the active layer to reach the base layer.

즉, 도 2에서 상기 계면층(130) 내에는 상기 기저층을 두고 서로 인접하는 제1 장벽층과 제2 장벽층이 구비되고, 상기 제1 장벽층의 에너지 밴드갭은 상기 제2 도전형 반도체층(140) 방향의 시작점으로부터 증가하여 상기 활성층(120) 방향의 종료점에서 상기 기저층의 에너지 밴드 갭으로 수직하게 감소한다. 그리고, 상기 제2 장벽층의 시작점의 에너지 밴드 갭은 상기 기저층의 에너지 밴드 갭과 동일하게 구비된다.That is, in FIG. 2, the first barrier layer and the second barrier layer which are adjacent to each other with the base layer in the interface layer 130 are provided, and the energy band gap of the first barrier layer is the second conductive semiconductor layer. It increases from the starting point in the (140) direction and decreases perpendicularly to the energy band gap of the base layer at the end point in the active layer 120 direction. The energy band gap of the starting point of the second barrier layer is provided in the same manner as the energy band gap of the base layer.

그리고, 도 2에서 제1 장벽층과 제2 장벽층 및 제3 장벽층의 에너지 밴드 갭은 동일한 패턴으로 구비되어, 상기 제2 도전형 반도체층으로부터 주입된 정공이 일정하게 상기 활성층으로 주입될 수 있다.In FIG. 2, the energy band gaps of the first barrier layer, the second barrier layer, and the third barrier layer are provided in the same pattern so that holes injected from the second conductive semiconductor layer may be constantly injected into the active layer. have.

정공에 대하여는 경사진 구조로 그 이동이 가능하고, 전자에 대하여는 수직한 구조로 그 이동이 어렵게 작용할 수 있는 상기 계면층은 2 나노미터 이상의 두께로 구비되고 AlxInyGa1 -x- yN(여기서, 0≤x,y≤1)의 조성을 가질 수 있다.The interfacial layer, which can be moved in an inclined structure with respect to a hole and can be difficult to move due to a vertical structure with respect to an electron, is provided with a thickness of 2 nanometers or more and has a thickness of Al x In y Ga 1 -x- y N. (Where 0 ≦ x, y ≦ 1).

상기 각각의 장벽층의 두께가 너무 얇으면 터널링(tunneling) 효과 등으로 인하여, 전자에 대하여 배리어로서의 역할에 충분하지 못할 수 있다. 그리고, 각각의 장벽층의 두께가 너무 두꺼우면 정공의 통과에도 장애물로 작용할 수 있으므로, 10 나노미터 이하의 두께로 구비될 수 있다.If the thickness of each barrier layer is too thin, due to the tunneling effect or the like, it may not be sufficient to serve as a barrier for electrons. In addition, if the thickness of each barrier layer is too thick, it may act as an obstacle to the passage of holes, so that it may be provided with a thickness of 10 nanometers or less.

그리고, 상술한 에너지 밴드 갭을 가지기 위하여, 각각의 장벽층 내에서의 Al 조성은 상기 활성층 방향으로 증가하되 30% 이내의 조성을 갖고, In 조성은 상기 활성층 방향으로 감소할 수 있다.In order to have the above-described energy band gap, the Al composition in each barrier layer increases in the direction of the active layer but has a composition within 30%, and the In composition decreases in the direction of the active layer.

그리고, 상기 제1 장벽층의 에너지 밴드 갭은 상기 제2 도전형 도전형 반도체층 방향(140)의 시작점에서 상기 제2 도전형 반도체층(140)의 에너지 밴드 갭 이하로 구비될 수 있다. 만약, 상기 제1 장벽층의 에너지 밴드 갭이 상기 제2 도전형 도전형 반도체층 방향(140)의 시작점에서 상기 제2 도전형 반도체층(140)의 에너지 밴드 갭보다 더 크면, 정공의 이동에 대하여 배리어(barrier)로 작용할 수 있다.The energy band gap of the first barrier layer may be provided to be equal to or less than the energy band gap of the second conductivity type semiconductor layer 140 at the starting point of the second conductivity type semiconductor layer direction 140. If the energy band gap of the first barrier layer is greater than the energy band gap of the second conductivity type semiconductor layer 140 at the starting point of the second conductivity type semiconductor layer direction 140, the hole band gap is increased. Can act as a barrier.

그리고, 상기 장벽층의 종료점의 에너지 밴드 갭은 상기 활성층(120) 내의 양자벽의 에너지 밴드 갭보다 크게 구비될 수 있다. 만약 상기 장벽층의 에너지 밴드 갭이 상기 활성층(120) 내의 양자벽의 에너지 밴드 갭 이하이면, 상기 제1 도전형 반도체층(110)으로부터 주입되는 전자에 대하여 장벽층으로 충분히 작용하지 못할 수 있다.In addition, the energy band gap of the end point of the barrier layer may be larger than the energy band gap of the quantum wall in the active layer 120. If the energy band gap of the barrier layer is less than or equal to the energy band gap of the quantum walls in the active layer 120, the barrier layer may not be sufficiently acted on the electrons injected from the first conductivity-type semiconductor layer 110.

상기 계면층(130) 상에는 제2 도전형 반도체층(140)이 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(140)은 예를 들어 p형 반도체층으로 구현될 수 있는데, 상기 p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.The second conductivity type semiconductor layer 140 may be formed on the interface layer 130. The second conductivity-type semiconductor layer 140 may be implemented, for example, as a p-type semiconductor layer, wherein the p-type semiconductor layer is In x Al y Ga 1 -x- y N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y≤1, 0≤x + y≤1), for example, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, and the like, and may be selected from Mg, Zn, Ca, Sr, Ba P-type dopants may be doped.

여기서, 상술한 바와 다르게, 상기 제1 도전형 반도체층(110)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 도전형 반도체층(140)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(110) 상에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 제3 도전형 반도체층(미도시)이 형성될 수도 있는데, 이에 따라 본 실시예에 따른 상기 발광 소자는 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다.Here, unlike the above, the first conductivity-type semiconductor layer 110 may include a p-type semiconductor layer, and the second conductivity-type semiconductor layer 140 may include an n-type semiconductor layer. In addition, a third conductive semiconductor layer (not shown) including an n-type or p-type semiconductor layer may be formed on the first conductive semiconductor layer 110. Accordingly, the light emitting device according to the present embodiment It may have at least one of np, pn, npn, pnp junction structure.

또한, 상기 제1 도전형 반도체층(110) 및 상기 제2 도전형 반도체층(140) 내의 도전형 도펀트의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 복수의 반도체층의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.In addition, the doping concentrations of the conductive dopants in the first conductive semiconductor layer 110 and the second conductive semiconductor layer 140 may be uniformly or non-uniformly formed. That is, the structure of the plurality of semiconductor layers may be formed in various ways, but is not limited thereto.

그리고, 상기 제1 도전형 반도체층(110)과 제2 도전형 반도체층(140) 상에는 각각 제1 전극(170)과 제2 전극(180)이 구비된다. 여기서, 상기 제1 전극(170)과 제2 전극(180)은 각각 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The first electrode 170 and the second electrode 180 are provided on the first conductive semiconductor layer 110 and the second conductive semiconductor layer 140, respectively. Here, the first electrode 170 and the second electrode 180 are at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au), respectively. It may be formed in a single layer or a multi-layer structure, including.

이상에서는 수평형 발광소자의 구조를 설명하였으나, 수직형 발광소자에서도 장벽층을 포함하는 계면층이 제2 도전형 반도체층과 활성층 사이에 존재할 수 있다.The structure of the horizontal light emitting device has been described above, but in the vertical light emitting device, an interface layer including a barrier layer may exist between the second conductive semiconductor layer and the active layer.

도 6은 계면층의 에너지 밴드 갭 및 격자 상수를 나타낸 도면이다. 질화갈륨 (GaN)의 Bandgap Eg는 3.4 eV이고, In-plane 격자상수는 3.185 Å(옹스트롱)이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 계면층의 조성이 GaN일 경우 상기 계면층의 조성은 빗금친 영역 내에서 선택할 수 있으므로, 상기 계면층의 에너지 밴드 갭은 0.8~6.2 eV일 수 있으며 In-plane 격자 상수는 3.10~3.54Å(옹스트롱)일 수 있다.6 is a graph showing energy band gaps and lattice constants of an interfacial layer. The bandgap Eg of gallium nitride (GaN) is 3.4 eV, and the in-plane lattice constant is 3.185 Å (Angstrom). As shown in FIG. 5, when the composition of the interfacial layer is GaN, the composition of the interfacial layer may be selected within the hatched region, and the energy band gap of the interfacial layer may be 0.8-6.2 eV, and the In-plane The lattice constant may be 3.10 to 3.54 kW (Angstrom).

상술한 발광소자의 제1 실시예에서, 정공주입층에서 활성층 방향으로 주입되는 다량의 순방향 정공들은 먼저 장벽층을 만나게 된다. 정공주입층과 인접한 장벽층의 한쪽은 에너지 밴드갭이 작고 활성층 방향으로 에너지 밴드 갭이 점진적으로 증가하므로 순방향 전압 인가시 주입되는 다량의 정공들은 장벽층의 에너지 밴드 갭 경사를 타고 수월하게 활성층 방향으로 주입된다.In the first embodiment of the above-described light emitting device, a large amount of forward holes injected in the direction of the active layer from the hole injection layer first encounter the barrier layer. Since one side of the barrier layer adjacent to the hole injection layer has a small energy band gap and the energy band gap gradually increases in the direction of the active layer, a large amount of holes injected when forward voltage is applied is easily moved along the slope of the energy band gap of the barrier layer toward the active layer. Is injected.

또한, 각각의 장벽층 간에는 p-도핑된 기저층이 존재하는데, 기저층은 전자나 전하의 이동성(mobility)이 GaN보다 우수하므로 정공의 농도가 증가하더라도 이동성이 증가하게 된다. 이동성이 증가한 정공이 정공주입층으로부터 멀리 떨어진 양자 우물까지 이동이 가능하여, 활성층 전체에서 고르게 분포할 수 있다.In addition, there is a p-doped base layer between each barrier layer. Since the base layer has better mobility of electrons or charges than GaN, even if the concentration of holes increases, the mobility increases. Holes with increased mobility can move to quantum wells far from the hole injection layer, and can be evenly distributed throughout the active layer.

따라서, 이동성이 증가한 정공은 정공주입층에 인접한 양자우물로부터 멀리 떨어진 양자 우물까지 이동이 가능하여, 활성층 전체로 고르게 분포하게 된다.Therefore, the increased mobility of the holes can move from the quantum wells adjacent to the hole injection layer to the quantum wells farther from each other, so that the holes are evenly distributed throughout the active layer.

즉, 순방향 전압 인가시에 주입되는 정공들은 복수 개의 장벽을 포함하는 계면층의 에너지 밴드 갭 경사를 타고 수월하게 활성층 방향으로 주입되고, 활성층 내의 양자우물에 있는 발광에 참여하지 못한 잉여전자들은 상기 계면층의 에너지 밴드 갭이 상대적으로 큰 에너지 장벽을 만나게 되므로 순방향 전자누설이 효과적으로 차단된다. That is, the holes injected when the forward voltage is applied are easily injected toward the active layer along the energy band gap slope of the interface layer including the plurality of barriers, and the surplus electrons that do not participate in the light emission in the quantum wells in the active layer are transferred to the interface. Forward energy leakage is effectively blocked because the energy band gap of the layer encounters a relatively large energy barrier.

도 3은 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 갭의 제2 실시예를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 실시예에서, 장벽층은 에너지 밴드 갭의 최고점에서 상기 에너지 밴드 갭이 일정한 구간을 갖는다. 즉, 장벽층의 에너지 밴드 갭이 정공에도 배리어로 작용할 수 있으므로, 에너지 밴드 갭의 최고점이 낮추어진 구조이다.3 is a view showing a second embodiment of the energy band gap of the light emitting device according to the embodiment. In the embodiment shown in FIG. 3, the barrier layer has a section in which the energy band gap is constant at the highest point of the energy band gap. That is, since the energy band gap of the barrier layer can act as a barrier even for holes, the peak of the energy band gap is lowered.

본 실시예에서 제1 도전형 반도체층으로부터 주입되는 전자에는 장벽층의 수직한 에너지 밴드 갭이 배리어로 작용하나, 정공에 대하여는 에너지 밴드 갭의 최고점의 저하로 그 이동성이 커질 수 있다.In the present embodiment, the vertical energy band gap of the barrier layer acts as a barrier to electrons injected from the first conductivity type semiconductor layer, but the mobility may increase due to a decrease in the peak of the energy band gap for holes.

도 4는 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 갭의 제3 실시예를 나타낸 도면이다. 본 실시예에서 제1 실시예와 유사하나, 각각의 장벽층의 에너지 밴드 갭이 동일하지 않고, 제2 도전형 반도체층에 가까운 장벽층의 에너지 밴드 갭의 최고점이 더 크다.4 is a view showing a third embodiment of the energy band gap of the light emitting device according to the embodiment. Similar to the first embodiment in this embodiment, but the energy band gap of each barrier layer is not the same, and the highest point of the energy band gap of the barrier layer close to the second conductivity type semiconductor layer is larger.

즉, 예시된 3개의 장벽층 중에서 제1 장벽층의 에너지 밴드 갭의 최고점이 가장 높고, 활성층에 인접한 제3 장벽층의 에너지 밴드 갭의 최고점이 가장 낮다. 이러한 구성은, 계면층 내에 포함되는 Al의 조성과 관련하여, 상기 제1 장벽층의 Al 조성이 상기 제2 장벽층의 Al 조성보다 크게 구비되어 가능하다. 그리고, 상기 활성층에 가장 인접한 장벽층의 Al 조성은 10% 이하일 수 있다. 기타, 기저층이 p-도핑된 InxGa1 - xN의 조성을 갖는 것 등은 제1 실시예와 동일하다.In other words, the highest point of the energy band gap of the first barrier layer is the highest among the three illustrated barrier layers, and the highest point of the energy band gap of the third barrier layer adjacent to the active layer is the lowest. Such a configuration is possible with the Al composition of the first barrier layer being larger than the Al composition of the second barrier layer with respect to the composition of Al contained in the interface layer. In addition, the Al composition of the barrier layer closest to the active layer may be 10% or less. In addition, the base layer having the composition of p-doped In x Ga 1 - x N and the like is the same as in the first embodiment.

본 실시예에서, 활성층과 접한 제3 장벽층의 Al 조성이 상대적으로 낮아서, 활성층과 제3 장벽층의 계면에서 두 층간의 격자상수 차이에 의한 결함이 생기지 않을 수 있다.In this embodiment, the Al composition of the third barrier layer in contact with the active layer is relatively low, so that a defect due to the lattice constant difference between the two layers may not occur at the interface between the active layer and the third barrier layer.

그리고, 제2 장벽층과 제3 장벽층으로 갈수록 Al의 조성을 높여 전자들이 정공주입층으로 누설되는 것을 방지한다. 정공의 경우 정공주입층에서 활성층 방향으로 복수의 장벽층을 통과하나, 각 장벽층의 Al 조성이 점진적으로 낮아지게 되므로, 정공의 주입효율은 오히려 증가하고, 활성층 방향으로 고른 정공 분포가 가능하다. 따라서, 활성층 전체의 고른 발광이 가능해지고 발광소자의 발광효율 및 신뢰성을 개선 시킬 수 있다.In addition, the composition of Al is increased toward the second barrier layer and the third barrier layer to prevent electrons from leaking into the hole injection layer. In the case of a hole, a plurality of barrier layers are passed from the hole injection layer toward the active layer, but since the Al composition of each barrier layer gradually decreases, the hole injection efficiency is increased, and even hole distribution is possible in the active layer direction. Accordingly, even light emission of the entire active layer can be achieved and light emission efficiency and reliability of the light emitting device can be improved.

도 5는 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 갭의 제4 실시예를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a fourth embodiment of the energy band gap of the light emitting device according to the embodiment.

본 실시예는 상술한 제3 실시예와 유사하나, 장벽층의 에너지 밴드 갭이 일정한 구간을 최고점에서 갖는다. 즉, 기저층은 각각의 장벽층 사이의 에너지 밴드 갭이 낮은 구간이나, 각각의 장벽층 내에서 에너지 밴드 갭의 최고점에서 에너지 밴드 갭이 일정하여, 계면층 상에서 이러한 구간이 일정한 두께를 갖는다.This embodiment is similar to the third embodiment described above, but has a section in which the energy band gap of the barrier layer is constant at the highest point. That is, the base layer has a low energy band gap section between each barrier layer, or a constant energy band gap at the highest point of the energy band gap within each barrier layer, so that the section has a constant thickness on the interface layer.

본 실시예에서 제1 도전형 반도체층으로부터 주입되는 전자에는 장벽층의 수직한 에너지 밴드 갭이 배리어로 작용하나, 정공에 대하여는 에너지 밴드 갭의 최고점의 저하로 그 이동성이 커질 수 있다.In the present embodiment, the vertical energy band gap of the barrier layer acts as a barrier to electrons injected from the first conductivity type semiconductor layer, but the mobility may increase due to a decrease in the peak of the energy band gap for holes.

도 7 내지 도 9는 발광소자의 에너지 밴드 갭의 다른 실시예들을 나타낸 도면이다.7 to 9 are diagrams showing other embodiments of the energy band gap of the light emitting device.

도 7에 도시된 실시예에서는, p-AlGaN single layer가 활성층과 정공 주입층 사이에서 전자 저지층으로 작용할 수 있다. 그러나, p-AlGaN 전자 저지층이 얇으면 전자가 양자역학적 터널링을 통해서 정공 주입층 방향으로 넘어갈 수 있으므로, 전자의 터널링 현상이 일어나지 않도록 전자 저지층은 충분히 두껍게 구비될 수 있다. 이때, 두꺼운 P-AlGaN 전자 저지층은 정공주입층으로부터 활성층으로 주입되는 정공에게도 에너지 장벽으로 작용할 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 7, the p-AlGaN single layer may serve as an electron blocking layer between the active layer and the hole injection layer. However, if the p-AlGaN electron blocking layer is thin, the electrons can be passed in the direction of the hole injection layer through quantum mechanical tunneling, so that the electron blocking layer may be sufficiently thick so that tunneling of electrons does not occur. In this case, the thick P-AlGaN electron blocking layer may act as an energy barrier to holes injected from the hole injection layer into the active layer.

도 8에 도시된 실시예에서는, 얇은 p-AlGaN층과 얇은 P-GaN층을 교대로 적층되어 초격자층을 이루는데, P-AlGaN층이 얇아서 정공 주입층으로부터 활성층으로 주입되는 정공들이 양자역학적 터널링을 통하여서 초격자층을 통과할 수 있어서 두꺼운 P-AlGaN 전자 저지층이 갖는 낮은 정공주입효율 문제를 개선한다. 다만, 전자도 얇은 P-AlGaN층을 양자역학적 터널링을 통하여서 통과할 수 있으므로 활성층으로부터 정공 주입층 방향으로의 전자의 누설을 효과적으로 차단하지 못할 수도 있다.In the embodiment shown in FIG. 8, a thin p-AlGaN layer and a thin P-GaN layer are alternately stacked to form a superlattice layer, wherein the P-AlGaN layer is thin so that holes injected from the hole injection layer to the active layer are quantum mechanically. Tunneling can pass through the superlattice layer, improving the low hole injection efficiency problem of thick P-AlGaN electron blocking layers. However, electrons may also pass through the thin P-AlGaN layer through quantum mechanical tunneling, and thus may not effectively block the leakage of electrons from the active layer toward the hole injection layer.

그리고, 도 9에 도시된 실시예에서는 정공 주입층과 활성층 사이에 계면층이 구비되는데, 계면층은 적어도 1개의 장벽층으로 이루어지고, 각각의 장벽층의 에너지 밴드 갭이 정공 주입층 방향으로 증가하여 구비된다. 따라서,(p-형) 정공 주입층에서 활성층 방향으로 주입되는 다량의 순방향 정공들은 먼저 장벽층(A층)을 만나게 된다. 정공 주입층과 인접한 장벽층의 한쪽은 에너지 밴드 갭이 작고 활성층 방향으로 에너지 밴드갭이 점진적으로 증가하므로 순방향 전압 인가시 주입되는 정공들은 장벽층의 에너지 밴드 갭 경사를 타고 활성층 방향으로 주입된다.And, in the embodiment shown in Figure 9 is provided with an interfacial layer between the hole injection layer and the active layer, the interface layer is composed of at least one barrier layer, the energy band gap of each barrier layer increases in the direction of the hole injection layer It is provided by. Therefore, (p-type) A large amount of forward holes injected from the hole injection layer toward the active layer first encounter a barrier layer (layer A). Since one side of the barrier layer adjacent to the hole injection layer has a small energy band gap and the energy band gap gradually increases in the direction of the active layer, holes injected when forward voltage is applied are injected along the energy band gap slope of the barrier layer toward the active layer.

그리고, 활성층내 양자우물에 있는 전자들은 활성층과 인접한 에너지 밴드 갭이 상대적으로 큰 장벽층의 한쪽 에너지 장벽을 만나게 되므로 순방향 전압인가 상태에서 정공 주입층 방향으로의 순방향 전자누설이 효과적으로 차단된다.In addition, electrons in the quantum well in the active layer encounter one energy barrier of the barrier layer having a relatively large energy band gap adjacent to the active layer, so that forward electron leakage toward the hole injection layer is effectively blocked under the forward voltage.

그러나, 정공의 주입효율이 도 7, 8에 도시된 실시예에 비하여 개선되기는 하나, 정공의 낮은 이동성 때문에 정공 주입층에서 가까운 양자 우물층에 정공이 주로 분포하고, 정공 주입층에서 멀어질수록 정공의 농도가 낮아질 수 있다.However, although the hole injection efficiency is improved compared to the embodiments shown in FIGS. 7 and 8, due to the low mobility of the holes, the holes are mainly distributed in the quantum well layer close to the hole injection layer, and the further away from the hole injection layer, The concentration of can be lowered.

또한, 양자 우물층 또는 양자 장벽층과, 계면층 내의 장벽층(A층) 간의 격자 상수 차이에 의하여, 그 계면에 결정학적 결함 (dislocation, V pit)이 발생할 수 있다.In addition, due to the lattice constant difference between the quantum well layer or the quantum barrier layer and the barrier layer (A layer) in the interface layer, crystallographic defects (V pit) may occur at the interface.

도 10은 발광 소자 패키지의 일실시예의 단면도이다. 이하에서, 도 10을 참조하여 발광 소자 패키지의 일실시예를 설명한다.10 is a cross-sectional view of an embodiment of a light emitting device package. Hereinafter, an embodiment of the light emitting device package will be described with reference to FIG. 10.

도시된 바와 같이, 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 패키지 몸체(320)와, 상기 패키지 몸체(320)에 설치된 제1 전극층(331) 및 제2 전극층(332)과, 상기 패키지 몸체(320)에 설치되어 상기 제1 전극층(331) 및 제2 전극층(332)과 전기적으로 연결되는 상술한 실시예들에 따른 발광 소자(300)와, 상기 발광 소자(00)를 포위하는 충진재(340)를 포함한다.As illustrated, the light emitting device package according to the embodiment may include a package body 320, a first electrode layer 331 and a second electrode layer 332 installed on the package body 320, and the package body 320. A light emitting device 300 according to the above-described embodiments, which is installed and electrically connected to the first electrode layer 331 and the second electrode layer 332, and a filler 340 surrounding the light emitting device 00. do.

상기 패키지 몸체(320)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(300)의 주위에 경사면이 형성되어 광추출 효율을 높일 수 있다.The package body 320 may include a silicon material, a synthetic resin material, or a metal material. An inclined surface may be formed around the light emitting device 300 to increase light extraction efficiency.

상기 제1 전극층(311) 및 제2 전극층(312)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(300)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 전극층(311) 및 제2 전극층(312)은 상기 발광 소자(300)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(300)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The first electrode layer 311 and the second electrode layer 312 are electrically separated from each other, and provide power to the light emitting device 300. In addition, the first electrode layer 311 and the second electrode layer 312 can increase the light efficiency by reflecting the light generated from the light emitting device 300, the outside of the heat generated from the light emitting device 300 May also act as a drain.

상기 발광 소자(300)는 상기 패키지 몸체(320) 상에 설치되거나 상기 제1 전극층(311) 또는 제2 전극층(312) 상에 설치될 수 있다.The light emitting device 300 may be installed on the package body 320 or on the first electrode layer 311 or the second electrode layer 312.

상기 발광 소자(300)는 상기 제1 전극층(311) 및 제2 전극층(312)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.The light emitting device 300 may be electrically connected to the first electrode layer 311 and the second electrode layer 312 by any one of a wire method, a flip chip method, or a die bonding method.

상기 충진재(340)는 상기 발광 소자(300)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 상기 충진재(340)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(300)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The filler 340 may surround and protect the light emitting device 300. In addition, the filler 340 may include a phosphor to change the wavelength of light emitted from the light emitting device 300.

상기 발광 소자 패키지는 상기에 개시된 실시 예들의 발광 소자 중 적어도 하나를 하나 또는 복수개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The light emitting device package may mount at least one of the light emitting devices of the above-described embodiments as one or more, but is not limited thereto.

실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광 소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.A plurality of light emitting device packages according to the embodiment may be arranged on a substrate, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, or the like, which is an optical member, may be disposed on an optical path of the light emitting device package. The light emitting device package, the substrate, and the optical member may function as a light unit. Another embodiment may be implemented as a display device, an indicator device, or a lighting system including the semiconductor light emitting device or the light emitting device package described in the above embodiments, for example, the lighting system may include a lamp and a street lamp. .

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the above description has been made with reference to the embodiment, which is merely an example, and is not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be illustrated as above without departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

100 : 기판 110 : 제1 도전형 반도체층
120 : 활성층 130 : 계면층
140 : 제2 도전형 반도체층 170 : 제1 전극
180 : 제2 전극
100 substrate 110 first conductive semiconductor layer
120: active layer 130: interface layer
140: second conductive semiconductor layer 170: first electrode
180: second electrode

Claims (19)

제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층;
상기 활성층 상의 계면층; 및
상기 계면층 상의 제2 도전형 반도체층을 포함하고,
상기 계면층은 에너지 밴드 갭이 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로부터 상기 활성층 방향으로 증가하는 장벽층이 적어도 2회 구비되고, 상기 각각의 장벽층 간에는 에너지 밴드 갭이 일정하고 p-도핑된 InxGa1 - xN의 조성을 갖는 기저층이 구비되는 발광소자.
A first conductive semiconductor layer;
An active layer on the first conductivity type semiconductor layer;
An interface layer on the active layer; And
A second conductivity type semiconductor layer on the interface layer,
The interfacial layer is provided with at least two barrier layers whose energy band gap increases from the direction of the second conductivity type semiconductor layer toward the active layer, and the energy band gap is constant and p-doped In x between the respective barrier layers. A light emitting device provided with a base layer having a composition of Ga 1 - x N.
제 1 항에 있어서,
상기 기저층의 두께는 적어도 1 나노미터인 발광소자.
The method of claim 1,
The base layer has a thickness of at least 1 nanometer.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 장벽층은 에너지 밴드 갭의 최고점에서, 상기 에너지 밴드 갭이 일정한 구간을 갖는 발광소자.
The method of claim 1,
The at least one barrier layer is a light emitting device having a constant interval of the energy band gap at the highest point of the energy band gap.
제 1 항에 있어서,
상기 장벽층의 에너지 밴드 갭은 상기 제2 도전형 반도체층 방향의 시작점으로부터 증가하고 상기 활성층 방향의 종료점에서 수직하게 감소하는 발광소자.
The method of claim 1,
The energy band gap of the barrier layer increases from the start point in the direction of the second conductivity type semiconductor layer and decreases vertically at the end point in the direction of the active layer.
제 1 항에 있어서,
상기 계면층은 상기 기저층을 두고 서로 인접하는 제1 장벽층과 제2 장벽층을 포함하고, 상기 제1 장벽층은 에너지 밴드갭이 상기 제2 도전형 반도체층 방향의 시작점으로부터 증가하여 상기 활성층 방향의 종료점에서 상기 기저층의 에너지 밴드 갭으로 수직하게 감소하고, 상기 제2 장벽층의 시작점의 에너지 밴드 갭은 상기 기저층의 에너지 밴드 갭과 동일한 발광소자.
The method of claim 1,
The interfacial layer includes a first barrier layer and a second barrier layer adjacent to each other with the base layer, wherein the first barrier layer has an energy bandgap increased from a starting point in the direction of the second conductive type semiconductor layer and thus in the active layer direction. And a vertical decrease to the energy band gap of the base layer at an end point of the base layer, wherein the energy band gap of the start point of the second barrier layer is the same as the energy band gap of the base layer.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 장벽층과 제2 장벽층의 에너지 밴드 갭의 패턴은 동일한 발광소자.
The method of claim 5, wherein
The light emitting device of the energy band gap pattern of the first barrier layer and the second barrier layer is the same.
제 1 항에 있어서,
상기 계면층은, AlxInyGa1 -x- yN(여기서, 0≤x,y≤1)의 조성을 갖는 발광소자.
The method of claim 1,
A light emitting device having a composition of the interface layer, Al x In y Ga 1 -x- y N ( where, 0≤x, y≤1).
제 8 항에 있어서,
상기 계면층 내에서 Al의 조성은 30% 이하인 발광소자.
The method of claim 8,
A light emitting device in which the composition of Al in the interface layer is 30% or less.
제 8 항에 있어서,
상기 장벽층 내에서의 Al 조성은 상기 활성층 방향으로 증가하는 발광소자.
The method of claim 8,
The Al composition in the barrier layer increases in the direction of the active layer.
제 7 항에 있어서,
상기 장벽층 내에서의 In 조성은 상기 활성층 방향으로 감소하는 발광소자.
The method of claim 7, wherein
The In composition in the barrier layer is reduced in the direction of the active layer.
제 1 항에 있어서,
상기 기저층의 에너지 밴드 갭은 상기 제2 도전형 반도체층의 에너지 밴드 갭 이하인 발광소자.
The method of claim 1,
The energy band gap of the base layer is less than the energy band gap of the second conductive semiconductor layer.
제 1 항에 있어서,
상기 장벽층의 에너지 밴드 갭은 상기 활성층 내의 양자벽의 에너지 밴드 갭보다 큰 발광소자.
The method of claim 1,
The energy band gap of the barrier layer is larger than the energy band gap of the quantum wall in the active layer.
제 1 항에 있어서,
상기 장벽층의 두께는 적어도 2 나노미터인 발광소자.
The method of claim 1,
The barrier layer has a thickness of at least 2 nanometers.
제 1 항에 있어서,
상기 계면층의 에너지 밴드 갭은 0.8~6.2 eV인 발광소자.
The method of claim 1,
The energy band gap of the interface layer is a light emitting device of 0.8 ~ 6.2 eV.
제 1 항에 있어서,
상기 계면층의 In-plane 격자 상수는 3.10~3.54Å(옹스트롱)인 발광 소자.
The method of claim 1,
In-plane lattice constant of the interface layer is a light emitting device of 3.10 ~ 3.54 Å (Angstrom).
제 1 항에 있어서,
상기 계면층은 상기 기저층을 두고 서로 인접하는 제1 장벽층과 제2 장벽층을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층에 인접한 제1 장벽층의 에너지 밴드 갭의 최고값은 상기 활성층에 인접한 제2 장벽층의 에너지 밴드 갭의 최고값보다 큰 발광소자.
The method of claim 1,
The interfacial layer includes a first barrier layer and a second barrier layer adjacent to each other with the base layer, wherein a maximum value of an energy band gap of the first barrier layer adjacent to the second conductivity type semiconductor layer is determined by the first layer adjacent to the active layer. 2 A light emitting device having a value larger than the maximum value of the energy band gap of the barrier layer.
제 16 항에 있어서,
상기 계면층은 Al을 포함하고, 상기 제1 장벽층의 Al 조성이 상기 제2 장벽층의 Al 조성보다 큰 발광소자.
17. The method of claim 16,
The interfacial layer includes Al, and the Al composition of the first barrier layer is larger than the Al composition of the second barrier layer.
제 16 항에 있어서,
상기 활성층에 가장 인접한 장벽층의 Al 조성은 10% 이하인 발광소자.
17. The method of claim 16,
The Al composition of the barrier layer closest to the active layer is 10% or less.
제 16 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 장벽층은 에너지 밴드 갭의 최고점에서 기설정된 두께를 갖는 발광소자.
17. The method of claim 16,
The at least one barrier layer has a predetermined thickness at the highest point of the energy band gap.
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KR20140090804A (en) * 2013-01-10 2014-07-18 엘지이노텍 주식회사 Light Emitting Device

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