KR20120102468A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광소자에 관한 것으로, 특히 질화물반도체로 이루어진 광전층을 포함하는 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting device including a photoelectric layer made of nitride semiconductor.
발광소자(Light Emitting Device: LED)는 p-n 접합된 복수의 반도체층으로 이루어진 광전층을 포함하는 광전소자의 일종으로써, 전기에너지를 광에너지로 변환하여 광을 방출하는 소자이다. A light emitting device (LED) is a kind of photoelectric device including a photoelectric layer composed of a plurality of p-n bonded semiconductor layers, and converts electrical energy into optical energy to emit light.
이러한 발광소자는, 광을 방출하는 다른 장치에 비해, 저전압으로 고휘도의 광을 방출할 수 있어 높은 에너지효율을 갖는 장점이 있다. 특히, 광전층이 질화갈륨(GaN)계 질화물반도체로 형성되는 발광소자는, 적외선 내지 적외선을 포함하는 광범위한 파장영역의 광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 발광소자는 액정표시장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전제품 등의 각종 자동화 기기에 다양하게 응용될 수 있고, 비소(As), 수은(Hg) 등의 환경 유해 물질을 포함하지 않으므로, 차세대 광원으로 각광받고 있다.Such a light emitting device has an advantage of having high energy efficiency since it can emit light of high brightness at low voltage, compared to other devices that emit light. In particular, the light emitting device in which the photoelectric layer is formed of a gallium nitride (GaN) -based nitride semiconductor can emit light in a wide range of wavelengths including infrared rays to infrared rays. Accordingly, the light emitting device may be variously applied to various automation devices such as a backlight unit, a display board, a display, and a home appliance of a liquid crystal display, and may be used for environmentally harmful substances such as arsenic (As) and mercury (Hg). Since it does not include, it has been spotlighted as a next-generation light source.
일반적으로, 발광소자는 n-형 반도체층, 활성층 및 p-형 반도체층을 포함하는 복수의 반도체층으로 이루어진 광전층과, n-형 반도체층에 전자를 주입하는 제1 전극과, 제1 전극과 외부 사이를 연결하는 제1 전극패드와, p-형 반도체층에 정공을 주입하는 제2 전극과, 제2 전극과 외부 사이를 연결하는 제2 전극패드를 포함한다. In general, a light emitting device includes a photoelectric layer including a plurality of semiconductor layers including an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer, a first electrode for injecting electrons into the n-type semiconductor layer, and a first electrode. And a first electrode pad connecting between the outside and the outside, a second electrode injecting holes into the p-type semiconductor layer, and a second electrode pad connecting between the second electrode and the outside.
이와 같이 이루어진 발광소자는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 순방향전압이 인가되면, 광전층에서 제1 전극과 제2 전극 각각을 통해 주입된 정공과 전자가 만나 재결합하여 여기자(exciton)를 발생시키고, 이때의 여기자가 여기상태에서 기저상태로 됨에 따른 여분의 에너지를 광으로 방출한다.When the forward voltage is applied between the first electrode and the second electrode, the light emitting device configured as described above encounters holes and electrons injected through the first and second electrodes in the photoelectric layer to recombine to generate excitons. At this time, the excitons emit extra energy as light from the excited state to the ground state.
그런데, 정공 및 전자는 최소 저항의 경로로 이동하려는 경향을 갖고 있어, 제1 전극과 제2 전극 사이의 최단거리 영역에 전류가 밀집되는 현상(이하, "전류밀집현상"으로 지칭함)이 발생된다. 특히, 제1 전극 및 제2 전극 각각의 저항은 제1 전극패드 및 제2 전극패드로부터 멀어질수록, 증가되는 길이에 비례하여 점차 상승한다. 이에, 광전층 중에서 제1 전극패드 및 제2 전극패드에 인접한 영역에는 많은 양의 전자와 정공이 확산되어 밀집되고, 제1 전극패드 및 제2 전극패드로부터 멀리 이격되는 영역에는 제1 전극패드 및 제2 전극패드에 인접한 영역보다 매우 적은 양의 전자 및 정공이 확산된다. 즉, 제1 전극과 제2 전극 각각의 저항에 의해, 전류밀집현상이 심화된다.However, holes and electrons tend to move in the path of the least resistance, so that a current is concentrated in the shortest distance region between the first electrode and the second electrode (hereinafter referred to as "current density phenomenon"). . In particular, the resistance of each of the first electrode and the second electrode gradually increases in proportion to the increased length as it moves away from the first electrode pad and the second electrode pad. Accordingly, a large amount of electrons and holes are diffused and concentrated in an area adjacent to the first electrode pad and the second electrode pad in the photoelectric layer, and the first electrode pad and the second electrode pad are spaced apart from the first electrode pad and the second electrode pad. A very small amount of electrons and holes are diffused than the region adjacent to the second electrode pad. That is, the current density phenomenon is intensified by the resistance of each of the first electrode and the second electrode.
이러한 전류밀집현상에 의해 전하(여기서, "전하"는 정공과 전자 각각에 의해 운송되는 양전하와 음전하를 통칭함)가 광전층 내에 넓게 확산되지 않고, 일부 영역에만 누적되어, 활성층에서의 전자와 정공의 재결합 가능성이 낮아지므로, 외부에서 주입된 전하가 광으로 변환되는 비율(이하, "발광효율"로 지칭함)이 낮아지는 문제점이 있다. Due to this current condensation, charges (herein, "charges" collectively refer to positive and negative charges carried by holes and electrons, respectively) do not diffuse widely in the photoelectric layer, but accumulate in only a portion of the region, thereby accumulating electrons and holes in the active layer. Since the possibility of recombination of the is lowered, there is a problem that the rate (hereinafter referred to as "luminescence efficiency") that the charge injected from the outside is converted to light is low.
이와 같이 일부 영역에 누적된 전하는 열에너지로 변환되어, 소자 내에 고온의 열을 발생시키므로, 열화에 의해 소자의 수명 감소 및 신뢰도 저하가 심화되는 문제점이 있다. As such, charges accumulated in some regions are converted into thermal energy to generate high-temperature heat in the device, and thus, there is a problem in that the deterioration of the device life and reliability decrease due to deterioration.
본 발명은 전류밀집도를 낮추어 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a light emitting device that can improve the luminous efficiency by lowering the current density.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판; 상기 기판 상에 순차적으로 적층된 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 광전층; 상기 제2 반도체층 상에 투명도전성물질로 형성되는 오믹접촉층; 상기 오믹접촉층, 상기 제2 반도체층 및 상기 활성층의 일부영역을 제거하여 노출되는 상기 제1 반도체층의 일부영역 상에 형성되는 제1 전극패드; 상기 제1 반도체층의 일부영역 상에 상기 제1 전극패드에서 연장되어 형성되고, 상기 제1 전극패드로부터 연장되는 길이가 길어질수록 점진적으로 커지는 단면적을 갖는 적어도 하나의 제1 전극; 상기 오믹접촉층 상에 형성되는 제2 전극패드; 및 상기 오믹접촉층 상에 상기 복수의 제1 전극과 교번하도록 상기 제2 전극패드에서 연장되어 형성되고, 상기 제2 전극패드로부터 연장되는 길이가 길어질수록 점진적으로 커지는 단면적을 갖는 적어도 하나의 제2 전극을 포함하는 발광소자를 제공한다.In order to solve such a problem, the present invention is a substrate; A photovoltaic layer including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer sequentially stacked on the substrate; An ohmic contact layer formed of a transparent conductive material on the second semiconductor layer; A first electrode pad formed on a portion of the first semiconductor layer exposed by removing portions of the ohmic contact layer, the second semiconductor layer, and the active layer; At least one first electrode formed on the partial region of the first semiconductor layer and extending from the first electrode pad, and having a cross-sectional area that gradually increases as the length of the first electrode pad extends; A second electrode pad formed on the ohmic contact layer; And at least one second extending from the second electrode pad so as to alternate with the plurality of first electrodes on the ohmic contact layer, and having a cross-sectional area gradually increasing as the length extending from the second electrode pad increases. Provided is a light emitting device comprising an electrode.
본 발명에 따른 발광소자는 제1 반도체층 상에 제1 전극패드로부터 연장되어 형성되는 적어도 하나의 제1 전극 및 제2 반도체층 상에 적어도 하나의 제1 전극과 교번하도록 제2 전극패드로부터 연장되어 형성되는 적어도 하나의 제2 전극을 포함한다. 이때, 적어도 하나의 제1 전극 각각은 제1 전극패드로부터 연장된 길이가 길어질수록 점차 커지는 단면적을 갖고, 적어도 하나의 제2 전극 각각은 제2 전극패드로부터 연장된 길이가 길어질수록 점차 커지는 단면적을 갖는다. 즉, 적어도 하나의 제1 및 제2 전극 각각은 제1 및 제2 전극패드에서 연장되면서 길어지는 길이에 따라 넓어지는 단면적을 갖도록 형성된다. 이와 같이, 적어도 하나의 제1 및 제2 전극 각각은 제1 및 제2 전극패드와의 이격거리에 비례하여 증가되는 길이 및 증가하는 단면적을 가지게 되므로, 제1 및 제2 전극패드와의 이격거리 증가에 따른 저항의 증가를 최소화할 수 있어, 제1 및 제2 전극의 저항 증가에 의해 전하의 이동이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.The light emitting device according to the present invention extends from the second electrode pad so as to alternate with at least one first electrode on the at least one first electrode and the second semiconductor layer which are formed from the first electrode pad on the first semiconductor layer. And at least one second electrode. In this case, each of the at least one first electrode has a cross-sectional area that gradually increases as the length extending from the first electrode pad increases, and each of the at least one second electrode has a cross-sectional area that gradually increases as the length extending from the second electrode pad increases. Have That is, each of the at least one first and second electrodes is formed to have a cross-sectional area that extends along the length of the first and second electrode pads. As such, each of the at least one first and second electrodes has a length and an increasing cross-sectional area that are increased in proportion to the distance between the first and second electrode pads, and thus, the distance between the first and second electrode pads. Since the increase in the resistance according to the increase can be minimized, it is possible to minimize the degradation of the charge transfer due to the increase in the resistance of the first and second electrodes.
또한, 본 발명에 따른 발광소자는 적어도 하나의 제1 및 제2 전극 각각을 관통하여 형성되는 복수의 확산홀을 더 포함하고, 이때, 적어도 하나의 제1 및 제2 전극 각각을 따라 배열되는 복수의 확산홀은 제1 및 제2 전극패드에서 멀어질수록 작아지는 이격거리를 갖는다. 이러한 복수의 확산홀을 통해, 적어도 하나의 제1 및 제2 전극에서 광전층으로 향하는 정공 및 전자의 확산을 촉진할 수 있다. In addition, the light emitting device according to the present invention further includes a plurality of diffusion holes formed through each of the at least one first and second electrodes, wherein the plurality of light emitting elements are arranged along each of the at least one first and second electrodes. The diffusion holes of have a separation distance that decreases away from the first and second electrode pads. Through the plurality of diffusion holes, diffusion of holes and electrons from at least one first and second electrodes toward the photoelectric layer may be promoted.
이상과 같이, 본 발명에 따른 발광소자는 제1 및 제2 전극패드로부터 멀어질수록 점차 커지는 단면적을 가져서, 길이에 따른 저항 증가율을 최소화할 수 있는 적어도 하나의 제1 및 제2 전극, 그리고 적어도 하나의 제1 및 제2 전극 각각을 관통하도록 형성되어 제1 및 제2 전극에서 광전층으로의 전하 이동을 촉진하는 복수의 확산홀을 포함함에 따라, 전류밀집도를 낮출 수 있다. 그로 인해, 전하가 광전층 내에 종래보다 넓게 확산될 수 있어 소자의 발광효율이 개선될 수 있고, 높은 전류밀집도에 의한 열화로 유발되는 소자의 수명 감소 및 신뢰도 저하를 방지할 수 있다.As described above, the light emitting device according to the present invention has a cross-sectional area that gradually increases as the distance from the first and second electrode pads increases, so that at least one of the first and second electrodes capable of minimizing the increase in resistance according to the length, and at least The current density may be lowered by including a plurality of diffusion holes formed to penetrate each of the first and second electrodes to promote charge transfer from the first and second electrodes to the photoelectric layer. Therefore, the charge can be diffused in the photoelectric layer more widely than the conventional one, so that the luminous efficiency of the device can be improved, and the lifespan of the device caused by deterioration due to high current density can be prevented and reliability can be prevented.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1의 A-A'를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1의 B-B'를 나타낸 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 확산을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 확산홀의 다양한 단면 예시를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 1의 B-B'를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도 1의 B-B'를 나타낸 단면도이다.1 is a plan view showing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1 according to a first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 1 according to a first embodiment of the present invention.
4A and 4B illustrate the diffusion of electrons and holes in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
5 shows various cross-sectional views of the diffusion hole according to the first embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 1 according to a second exemplary embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 1 according to a third exemplary embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 각 실시예에 따른 발광소자에 대하여, 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, light emitting devices according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참고하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광소자에 대해 설명한다.First, the light emitting device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 평면도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1의 A-A'를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1의 B-B'를 나타낸 단면도이다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 확산을 나타낸 것이다. 또한, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 확산홀의 다양한 단면 예시를 나타낸 것이다.1 is a plan view showing a light emitting device according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view illustrating the AA ′ of FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the B-B ′ of FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention. 4A and 4B illustrate the diffusion of electrons and holes in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention. 5 shows various cross-sectional views of the diffusion holes according to the first embodiment of the present invention.
우선, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광소자의 단면을 살펴보면, 다음과 같다.First, the cross section of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention will be described.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광소자는 기판(110), 기판(110) 상에 순차적으로 적층되는 버퍼층(121), 제1 반도체층(122), 활성층(123) 및 제2 반도체층(124)을 포함하는 광전층(120), 제2 반도체층 상에 투명도전성물질로 형성되는 오믹접촉층(130), 오믹접촉층(130)과 제2 반도체층(124)과 활성층(123) 각각의 일부영역을 제거하여 노출되는 제1 반도체층(122)의 일부 영역 상에 형성되는 적어도 하나의 제1 전극(140), 오믹접촉층(130) 상에 형성되는 적어도 하나의 제2 전극(150) 및 적어도 하나의 제1 전극(140)을 관통하여 형성되는 복수의 제1 확산홀(141)과 적어도 하나의 제2 전극(150)을 관통하여 형성되는 복수의 제2 확산홀(151)을 포함한다. 2 and 3, the light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a
그리고, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광소자는 노출되는 제1 반도체층(122)의 일부 영역 상에 형성되는 제1 전극패드(142) 및 오믹접촉층(130) 상에 형성되는 제2 전극패드(152)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the light emitting device according to the first embodiment of the present invention may include a
기판(110)은 GaN과 동종물질인 GaN계, 및 GaN과 유사한 결정구조를 가진 Al2O3(Sapphire: 사파이어), SiC 및 AlN 중에서 선택될 수 있다. 특히, 기판(110)은, 저가인 장점, 알칼리 또는 산에 의한 변형율이 낮은 장점 및 열에 의한 변형율이 낮은 장점이 있는 사파이어(Al2O3)기판으로 선택될 수 있다.The
버퍼층(121)은 기판(110)과, 광전층(120)을 형성하는 반도체물질 사이의 격자상수 차이 및 열팽창계수 차이로 인해, 광전층(120)에 발생되는 결정결함을 줄이기 위한 완충층이다. 이러한 버퍼층(121)은 반도체물질을 성장면에 수평하게 성장시키는 저온의 열을 포함하는 분위기에서 성장되는 도핑되지 않은 질화물반도체 또는 n-형 질화물반도체로 형성될 수 있다.The
제1 반도체층(122)은 n-형 불순물로 도핑되어 전자이동도를 높인 n-형 질화물반도체로 버퍼층(121) 상에 형성된다. 이때, n-형 불순물은 Si일 수 있다.The
활성층(123)은 양자우물구조의 질화물반도체로 제1 반도체층(122) 상에 형성된다. 이러한 활성층(123)은 제1 전극(140)과 제2 전극(150)을 통해 주입된 전자와 정공이 만나 재결합하여 생성된 여기자가 대기상태로 떨어지면서 발생된 에너지를 이용하여, 광을 생성한다. The
예를 들어, 광전층(120)을 형성하는 반도체물질이 질화갈륨(GaN)계인 경우, 활성층(123)은 Inx(AlyGa(1-y))N의 장벽층과 Inx(AlyGa(1-y))N의 우물층으로 이루어진 단일 양자우물 구조 또는 다중 양자우물구조(MQW)로 형성될 수 있다. 이때, 장벽층과 우물층의 질화물반도체(InGaN, GaN)가 갖는 조성비에 따라, 발광소자에서 방출되는 광의 파장영역이 장파장에서 AlN(~6.4eV) 밴드갭을 갖는 단파장까지 자유롭게 결정된다.For example, when the semiconductor material forming the
제2 반도체층(124)은 p-형 불순물로 도핑되어 정공이동도를 높인 p-형 질화물반도체로 활성층(123) 상에 형성된다. 이때, p-형 불순물은 Mg일 수 있다.The
한편, 광전층(120)을 구성하는 복수의 반도체층들(121~124)은 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 방식을 이용하여 반도체물질을 성장시켜서, 형성될 수 있다. Meanwhile, the plurality of
오믹접촉층(130)은 제2 전극(150)에 주입된 정공을 제2 반도체층(124)에 되도록 넓게 확산시키기 위한 것으로써, 제2 반도체층(124) 상에 투명도전성물질로 형성된다. 이때, 오믹접촉층(130)을 형성하는 투명도전성물질은 SnO2, ZnO, In2O3 및 TiO2 중 어느 하나의 금속산화물 및 이들 금속산화물에 F, Sn, Al, Fe, Ga 및 Nb 중 적어도 하나가 도핑된 물질로 선택될 수 있다.The
적어도 하나의 제1 전극(140) 및 제1 전극패드(142)는 오믹접촉층(130), 제2 반도체층(124) 및 활성층(123) 각각의 일부영역을 제거하여 노출되는 제1 반도체층(122)의 일부 영역 상에 형성된다. 이때, 적어도 하나의 제1 전극(140) 각각은 제1 전극패드(142)에서 가지처럼 연장되는 형태를 띈다. 특히, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제1 전극(140) 각각은 제1 전극패드(142)로부터 연장되는 길이가 길어질수록 점진적으로 넓어지는 단면적을 갖는다. The at least one
그리고, 적어도 하나의 제2 전극(150) 및 제2 전극패드(152)는 오믹접촉층(130) 상에 형성된다. 이때, 적어도 하나의 제2 전극(150) 각각은 발광면(여기서, "발광면"은 발광소자에서 광이 주로 방출되는 상면을 의미함)에서 적어도 하나의 제1 전극(140)과 교번하도록, 제2 전극패드(152)에서 가지처럼 연장되는 형태를 띈다. 특히, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제2 전극(150) 각각은 제2 전극패드(152)로부터 연장되는 길이가 길어질수록 점진적으로 넓어지는 단면적을 갖는다.At least one
한편, 적어도 하나의 제1 전극(140), 제1 전극패드(142), 적어도 하나의 제2 전극(150) 및 제2 전극패드(152)는 서로 동일하거나 상이한 도전성 재료로 형성되는데, 특히, Ni, Au, Pt, Ti, Al 및 Cr 중 어느 하나의 금속 또는 둘 이상을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.Meanwhile, the at least one
복수의 제1 확산홀(141)은 제1 전극(140)을 관통하도록 형성되고, 적어도 하나의 제1 전극(140) 각각을 따라 나란하게 배열된다. 이때, 각 제1 전극(140)에 배열된 복수의 제1 확산홀(141)에 있어서, 이웃한 두 개의 제1 확산홀(141) 사이의 간격은 제1 전극패드(142)로부터 멀어질수록 점차 작아진다. The plurality of first diffusion holes 141 are formed to pass through the
복수의 제2 확산홀(151)은 제2 전극(150)을 관통하도록 형성되고, 적어도 하나의 제2 전극(150) 각각을 따라 나란하게 배열된다. 이때, 각 제2 전극(150)에 배열된 복수의 제2 확산홀(151)에 있어서, 이웃한 두 개의 제2 확산홀(151) 사이의 간격은 제2 전극패드(152)로부터 멀어질수록 점차 작아진다. The plurality of second diffusion holes 151 are formed to penetrate the
또는, 적어도 하나의 제1 및 제2 전극(140, 150) 각각에 배열된 복수의 제1 및 제2 확산홀(141, 151)은 제1 및 제2 전극패드(142, 152)로부터 멀어질수록, 일정 간격 또는 점차 좁아지는 간격으로 이격되면서 점차 늘어나는 개수로 형성될 수 있고, 또는, 점차 큰 사이즈의 단면적으로 형성될 수도 있다.Alternatively, the plurality of first and second diffusion holes 141 and 151 arranged in each of the at least one first and
이상과 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제1 전극(140) 및 적어도 하나의 제2 전극(150) 각각은 제1 전극패드(142) 및 제2 전극패드(152)로부터 연장되어 길어질수록 넓어지는 단면적을 갖는다. As described above, according to the first embodiment of the present invention, each of the at least one
아래의 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 저항(R)은 길이(L)에 비례하고, 단면적(A)에 반비례한다. 이를 감안하면, 길어지는 연장길이에 따라 점진적으로 넓어지는 단면적을 갖는 적어도 하나의 제1 전극(140) 및 적어도 하나의 제2 전극(150) 각각은 제1 전극패드(142) 및 제2 전극패드(152)로부터 연장된 길이에 의해 크게 증가하지 않는 저항을 가질 것으로 예상할 수 있다.As shown in Equation 1 below, the resistance R is proportional to the length L and inversely proportional to the cross-sectional area A. In consideration of this, each of the at least one
그러므로, 도 4a에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 제1 전극패드(142) 및 제2 전극패드(152)에서 먼 영역에서도 전하가 제1 전극패드(142) 및 제2 전극패드(152)과 가까운 데와 유사하게 이동될 수 있으므로, 전극(140, 150)의 저항에 따른 전류밀집현상이 완화될 수 있다.Therefore, as shown by the arrow in FIG. 4A, the charge is close to the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 발광소자는, 적어도 하나의 제1 전극(140) 및 적어도 하나의 제2 전극(150) 각각을 관통하도록 형성되는 복수의 제1 및 제2 확산홀(141, 151)을 포함한다. 이러한 복수의 제1 및 제2 확산홀(141, 151)을 통해 적어도 하나의 제1 전극(140) 및 적어도 하나의 제2 전극(150)을 통해 이동하는 전자 및 정공이 광전층(120)으로 더욱 용이하게 확산될 수 있다. 특히, 각 전극(140, 150)을 따라서 나란하게 배열되는 복수의 확산홀(141, 151) 간의 이격거리는 전극패드(142, 152)에서 멀어질수록 작아진다. In addition, the light emitting device according to the embodiment of the present invention may include a plurality of first and second diffusion holes 141 formed to penetrate each of the at least one
이에, 도 4b에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 및 제2 확산홀(141, 151)을 통해 전하의 확산이 더욱 용이해져서, 전류밀집현상이 완화될 수 있다.Thus, as shown in FIG. 4B, the diffusion of charges through the plurality of first and second diffusion holes 141 and 151 may be further facilitated, and current condensation may be alleviated.
한편, 도 1에서는 복수의 제1 및 제2 확산홀(141, 151)이 원형의 단면을 갖는 것으로 도시하였으나, 본 발명의 제1 실시예는 그에 국한되지 않는다.Meanwhile, in FIG. 1, the plurality of first and second diffusion holes 141 and 151 have a circular cross section, but the first embodiment of the present invention is not limited thereto.
즉, 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 및 제2 확산홀(141, 151)은 타원형의 단면을 가질 수 있고, 또는 도 5(b) 및 도 5(c)에 도시한 바와 같이, 요철모양의 가장자리를 갖는 원형 또는 타원형의 단면을 가질 수도 있다. 이와 같이, 확산홀(141, 151)의 단면이 요철모양의 외곽을 가지면, 확산홀(141, 151)과 전극(140, 150) 사이의 접촉면적이 넓어져서, 그만큼 전하의 이동경로가 넓어지므로, 전류의 확산에 더욱 용이해질 수 있다. That is, as illustrated in FIG. 5A, the plurality of first and second diffusion holes 141 and 151 may have an elliptical cross section, or as illustrated in FIGS. 5B and 5C. As one may have a circular or elliptical cross section with an uneven edge. As described above, when the cross-sections of the diffusion holes 141 and 151 have an uneven outline, the contact area between the diffusion holes 141 and 151 and the
이어서, 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 발광소자에 대해 설명한다.Next, the light emitting devices according to the second and third embodiments of the present invention will be described.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광소자는 제2 전극(150) 및 오믹접촉층(130)을 관통하여 형성되는 복수의 제2 확산홀(153)을 더 포함한다는 점을 제외하면, 도 1 내지 도 3에 도시한 제1 실시예와 동일하므로, 이하에서 중복되는 설명은 생략하기로 한다. As shown in FIG. 6, the light emitting device according to the second embodiment of the present invention further includes a plurality of second diffusion holes 153 formed through the
그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광소자는 금속재료로 내부를 채운 복수의 제1 및 제2 확산홀(143, 154)을 포함한다는 점을 제외하면, 도 1 내지 도 3에 도시한 제1 실시예 및 도 6에 도시한 제2 실시예와 동일하므로, 이하에서 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이때, 복수의 제1 및 제2 확산홀(143, 154)의 내부를 채우는 금속재료는 제1 및 제2 전극(140, 150)와 동일한 것으로 선택될 수 있고, 또는 그보다 높은 도전성을 갖는 상이한 것으로 선택될 수도 있다.As shown in FIG. 7, except that the light emitting device according to the third embodiment of the present invention includes a plurality of first and second diffusion holes 143 and 154 filled with a metal material, 1 and 3 and the second embodiment shown in FIG. 6, the description thereof will be omitted. In this case, the metal material filling the inside of the plurality of first and second diffusion holes 143 and 154 may be selected to be the same as the first and
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes may be made without departing from the technical spirit of the present invention.
110: 기판 120: 광전층
121: 버퍼층 122: 제1 반도체층
123: 발광층 124: 제2 반도체층
130: 오믹접촉층 140: 제1 전극
142: 제1 전극패드 150: 제2 전극
152: 제2 전극패드 141, 151, 153, 154: 확산홀110: substrate 120: photoelectric layer
121: buffer layer 122: first semiconductor layer
123: light emitting layer 124: second semiconductor layer
130: ohmic contact layer 140: first electrode
142: first electrode pad 150: second electrode
152:
Claims (7)
상기 기판 상에 순차적으로 적층된 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 광전층;
상기 제2 반도체층 상에 투명도전성물질로 형성되는 오믹접촉층;
상기 오믹접촉층, 상기 제2 반도체층 및 상기 활성층의 일부영역을 제거하여 노출되는 상기 제1 반도체층의 일부영역 상에 형성되는 제1 전극패드;
상기 제1 반도체층의 일부영역 상에 상기 제1 전극패드에서 연장되어 형성되고, 상기 제1 전극패드로부터 연장되는 길이가 길어질수록 점진적으로 커지는 단면적을 갖는 적어도 하나의 제1 전극;
상기 오믹접촉층 상에 형성되는 제2 전극패드; 및
상기 오믹접촉층 상에 상기 복수의 제1 전극과 교번하도록 상기 제2 전극패드에서 연장되어 형성되고, 상기 제2 전극패드로부터 연장되는 길이가 길어질수록 점진적으로 커지는 단면적을 갖는 적어도 하나의 제2 전극을 포함하는 발광소자.Board;
A photovoltaic layer including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer sequentially stacked on the substrate;
An ohmic contact layer formed of a transparent conductive material on the second semiconductor layer;
A first electrode pad formed on a portion of the first semiconductor layer exposed by removing portions of the ohmic contact layer, the second semiconductor layer, and the active layer;
At least one first electrode formed on the partial region of the first semiconductor layer and extending from the first electrode pad, and having a cross-sectional area that gradually increases as the length of the first electrode pad extends from the first electrode pad;
A second electrode pad formed on the ohmic contact layer; And
At least one second electrode extending from the second electrode pad so as to alternate with the plurality of first electrodes on the ohmic contact layer, and having a cross-sectional area gradually increasing as the length extending from the second electrode pad increases Light emitting device comprising a.
상기 적어도 하나의 제1 전극 및 상기 적어도 하나의 제2 전극 각각을 관통하여 형성되는 복수의 확산홀을 더 포함하는 발광소자.The method of claim 1,
And a plurality of diffusion holes formed through the at least one first electrode and the at least one second electrode, respectively.
상기 적어도 하나의 제1 전극 중 어느 하나를 관통하여 형성되는 상기 복수의 확산홀 간의 간격은 상기 제1 전극패드에서 멀어질수록 작아지는 발광소자.The method of claim 2,
The light emitting device of claim 1, wherein a distance between the plurality of diffusion holes formed through one of the at least one first electrode decreases as the distance from the first electrode pad increases.
상기 적어도 하나의 제2 전극 중 어느 하나를 관통하여 형성되는 상기 복수의 확산홀 간의 간격은 상기 제2 전극패드에서 멀어질수록 작아지는 발광소자.The method of claim 2,
The light emitting device of claim 1, wherein a distance between the plurality of diffusion holes formed through one of the at least one second electrode decreases as the distance from the second electrode pad increases.
상기 적어도 하나의 제2 전극 중 어느 하나를 관통하여 형성되는 상기 복수의 확산홀은 상기 오믹접촉층을 더 관통하여 형성되는 발광소자.The method of claim 2,
The plurality of diffusion holes formed through any one of the at least one second electrode is further formed through the ohmic contact layer.
상기 복수의 확산홀은 금속재료로 채워지는 내부를 포함하는 발광소자.6. The method according to claim 2 or 5,
The plurality of diffusion holes include an interior filled with a metal material.
상기 복수의 확산홀 각각의 단면은, 원형 또는 타원형의 단면, 또는 요철모양의 가장자리를 갖는 원형 또는 타원형인 발광소자.The method of claim 2,
A cross section of each of the plurality of diffusion holes is a circular or elliptical cross-section, or a circular or elliptical shape having an uneven edge.
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