KR20120134339A - Light emitting device - Google Patents

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KR20120134339A KR1020110053184A KR20110053184A KR20120134339A KR 20120134339 A KR20120134339 A KR 20120134339A KR 1020110053184 A KR1020110053184 A KR 1020110053184A KR 20110053184 A KR20110053184 A KR 20110053184A KR 20120134339 A KR20120134339 A KR 20120134339A
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Abstract

PURPOSE: A light emitting device is provided to have excellent environment-friendly quality by not including environmentally-harmful substances such as mercury used for an existing light device. CONSTITUTION: An N-type semiconductor layer(130) is formed on a substrate. An active layer(140) is formed on the first conductive semiconductor layer. A second conductive semiconductor layer(150) is formed on the active layer. The second conductive semiconductor layer has three or more layers. The three or more layers have different doping concentrations. [Reference numerals] (110) Substrate; (120) Buffer layer; (130) N-type semiconductor layer; (140) Active layer; (151) First GaN layer; (152) Second GaN layer; (153) Third GaN layer

Description

발광소자 {Light emitting device}Light emitting device

본 발명의 실시예는 발광소자에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a light emitting device.

발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.A light emitting diode (LED) is a kind of semiconductor device that transmits and receives a signal by converting electricity into infrared light or light using characteristics of a compound semiconductor.

Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체(group Ⅲ-Ⅴ nitride semiconductor)는 물리적, 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD) 등의 발광소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다.Group III-V nitride semiconductors are spotlighted as core materials of light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) or laser diodes (LDs) due to their physical and chemical properties.

이러한 발광 다이오드는 백열등과 형광등 등의 기존 조명기구에 사용되는 수은(Hg)과 같은 환경 유해물질이 포함되어 있지 않아 우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명, 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 기존의 광원들을 대체하고 있다.These light emitting diodes do not contain environmentally harmful substances such as mercury (Hg) used in existing lighting equipment such as incandescent lamps and fluorescent lamps, and thus have excellent eco-friendliness and have advantages such as long life and low power consumption. It is replacing them.

실시예는 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공한다. The embodiment provides a light emitting device capable of improving reliability.

실시예의 발광소자는 기판; 상기 기판 상의 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층; 상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층; 을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층은 도펀트의 도핑 농도가 다른 3개 이상의 층으로 이루어진다.The light emitting device of the embodiment includes a substrate; A first conductivity type semiconductor layer on the substrate; An active layer on the first conductivity type semiconductor layer; A second conductivity type semiconductor layer on the active layer; The second conductive semiconductor layer includes three or more layers having different doping concentrations of the dopant.

또한, 상기 제2 도전형 반도체층은 제1 농도의 Mg로 도핑된 제1 GaN층, 상기 제1 GaN층 위에 형성되고 제2 농도의 Mg로 도핑된 제2 GaN층, 상기 제2 GaN층 위에 형성되고, 제3 농도의 Mg로 도핑된 제3 GaN층으로 이루어진다.The second conductivity type semiconductor layer may include a first GaN layer doped with Mg at a first concentration, a second GaN layer formed on the first GaN layer and doped with Mg at a second concentration, and on the second GaN layer. And a third GaN layer doped with Mg at a third concentration.

또한, 상기 제2 농도는 상기 제1 농도 및 상기 제3 농도 보다 50% 이상 낮다.In addition, the second concentration is at least 50% lower than the first concentration and the third concentration.

또한, 상기 제1 농도 및 상기 제3 농도는 1×1020/cm3 내지 2×1020/cm3 이다. In addition, the first concentration and the third concentration is 1 × 10 20 / cm 3 To 2 × 10 20 / cm 3 to be.

또한, 상기 제1 GaN층의 두께는 500 내지 1500 Å이다. In addition, the thickness of the first GaN layer is 500 to 1500 kPa.

또한, 상기 제2 GaN층의 두께는 500 내지 1500 Å이다. In addition, the thickness of the second GaN layer is 500 to 1500 kPa.

또한, 상기 제3 GaN층의 두께는 50 내지 500 Å이다. In addition, the thickness of the third GaN layer is 50 to 500 kPa.

또한, 상기 제2 도전형 반도체층 상의 InGaN/GaN의 조합을 갖는 2쌍 이상의 접촉층; 을 더 포함한다.At least two pairs of contact layers having a combination of InGaN / GaN on the second conductivity type semiconductor layer; .

또한, 상기 접촉층은 Si로 도핑된다.The contact layer is also doped with Si.

또한, 상기 Si 농도는 1×1018/cm3 내지 1×1019/cm3 이다. In addition, the Si concentration is 1 × 10 18 / cm 3 To 1 × 10 19 / cm 3 to be.

또한, 상기 접촉층은 2 내지 10 쌍의 InGaN/GaN의 조합으로 이루어진다.In addition, the contact layer is a combination of 2 to 10 pairs of InGaN / GaN.

또한, 상기 접촉층에서 한 쌍의 InGaN/GaN의 두께는 2 내지 10Å이다.In addition, the thickness of the pair of InGaN / GaN in the contact layer is 2 to 10 kPa.

실시예는 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device capable of improving reliability.

도 1은 실시예에 따른 발광소자의 적층구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 발광소자에서 제1 GaN층의 두께에 따른 ESD 수율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 도 1의 발광소자에서 제2 GaN층의 두께에 따른 ESD 수율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 도 1의 발광소자에서 제3 GaN층의 두께에 따른 ESD 수율을 나타낸 그래프이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 발광소자를 적층하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자를 적층하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 1의 실시예에 따른 수평구조의 발광 소자를 예시한 것이다.
도 7은 도 1의 실시예에 따른 수직구조의 발광 소자를 예시한 것이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 발광소자의 적층구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 실시예에 따른 수평구조의 발광 소자를 예시한 것이다.
도 10은 도 8의 실시예에 따른 수직구조의 발광 소자를 예시한 것이다.
도 11은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸다.
도 12는 발광모듈을 갖는 조명 장치의 일 실시예를 도시하는 도면이다. 1 is a view showing a laminated structure of a light emitting device according to the embodiment.
FIG. 2 is a graph showing ESD yield according to the thickness of the first GaN layer in the light emitting device of FIG. 1.
3 is a graph showing ESD yield according to the thickness of the second GaN layer in the light emitting device of FIG. 1.
FIG. 4 is a graph showing ESD yield according to the thickness of the third GaN layer in the light emitting device of FIG. 1.
5A illustrates a method of stacking light emitting devices according to an exemplary embodiment of the present invention.
5B is a diagram illustrating a method of stacking light emitting devices according to another embodiment of the present invention.
6 illustrates a light emitting device having a horizontal structure according to the embodiment of FIG. 1.
FIG. 7 illustrates a light emitting device having a vertical structure according to the embodiment of FIG. 1.
8 is a view showing a laminated structure of a light emitting device according to another embodiment.
FIG. 9 illustrates a light emitting device having a horizontal structure according to the embodiment of FIG. 8.
FIG. 10 illustrates a light emitting device having a vertical structure according to the embodiment of FIG. 8.
11 illustrates a light emitting device package according to an embodiment.
12 is a view showing an embodiment of a lighting device having a light emitting module.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

상기의 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 above embodiments, each layer (region), region, pattern or structures may be "on" or "under" the substrate, each layer (layer), region, pad or pattern. When described as being formed, "on" and "under" include both being formed "directly" or "indirectly". In addition, the criteria for above or below 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.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.

제1 1st 실시예Example

도 1은 실시예에 따른 발광소자의 적층구조를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a laminated structure of a light emitting device according to the embodiment.

발광소자(100)는 기판(110), 버퍼층(120), 제1 도전형 반도체층(130), 활성층(140), 제2 도전형 반도체층(150)을 포함할 수 있다. The light emitting device 100 may include a substrate 110, a buffer layer 120, a first conductive semiconductor layer 130, an active layer 140, and a second conductive semiconductor layer 150.

기판(110)은, 투광성을 갖는 재질, 예를 들어, 사파이어(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga203, LiAl2O3, BN, AlN 그리고 GaAs 등이 사용될 수 있다.Substrate 110 is a light-transmissive material, for example, sapphire (Al 2 0 3 ), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga 2 0 3 , LiAl 2 O 3 , BN, AlN and GaAs And the like can be used.

기판(110) 위에는 버퍼층(120)이 형성될 수 있다. 버퍼층(120)은 기판(110)과 제1 도전형 반도체층(130) 사이의 격자상수 및 열팽창 계수의 차이에 의해 발생하는 결정결함을 최소화시키기 위해서 저온에서 비정질의 결정상을 갖는 GaN계 또는 AlN계 질화물을 버퍼층(120)으로 형성한다. 이러한 버퍼층(120)은 생략될 수 있다. The buffer layer 120 may be formed on the substrate 110. The buffer layer 120 is a GaN-based or AlN-based system having an amorphous crystalline phase at low temperature in order to minimize crystal defects caused by the difference in lattice constant and thermal expansion coefficient between the substrate 110 and the first conductivity-type semiconductor layer 130. Nitride is formed as the buffer layer 120. This buffer layer 120 may be omitted.

버퍼층(120) 상에는 제1 도전형 반도체층(130)이 형성된다. 제1 도전형 반도체층(130)은 상기 제1 도전형 반도체층(130) 아래에 언도프트 반도체층을 더 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 언도프트 반도체층은 제1 도전형 반도체층(130)의 결정성 향상을 위해 형성되는 층으로, 도펀트가 도핑되지 않아 제1 도전형 반도체층(130)에 비해 현저히 낮은 전기전도성을 갖는 것을 제외하고는, 제1 도전형 반도체층(130)과 같을 수 있다.The first conductivity type semiconductor layer 130 is formed on the buffer layer 120. The first conductivity type semiconductor layer 130 may further include an undoped semiconductor layer under the first conductivity type semiconductor layer 130, but is not limited thereto. The undoped semiconductor layer is a layer formed to improve the crystallinity of the first conductivity type semiconductor layer 130, except that the dopant is not doped to have a significantly lower electrical conductivity than the first conductivity type semiconductor layer 130. May be the same as the first conductivity type semiconductor layer 130.

제1 도전형 반도체층(130)은 InxAlyGa1 -x- yN의 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(130)은 Si가 도핑된 GaN층으로 이루어질 수 있다. A semiconductor having a first conductivity type semiconductor layer 130 may be In x Al y Ga 1 -x- y N formula (wherein Im 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1) of The material may be selected from GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, and the like, and n-type dopants such as Si, Ge, Sn, Se, Te, and the like may be doped. For example, the first conductivity type semiconductor layer 130 may be formed of a GaN layer doped with Si.

제1 도전형 반도체층(130) 상에는 활성층(140)이 형성된다. 활성층(140)은 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN의 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 양자선(Quantum wire) 구조, 양자점(Quantum dot) 구조, 단일 양자우물구조 또는 다중 양자우물구조(MQW : Multi Quantum Well) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성층(140)은 MQW 구조의 InGaN/GaN층으로 이루어질 수 있다. The active layer 140 is formed on the first conductive semiconductor layer 130. The active layer 140 is, for example, a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1). It may include, and 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). For example, the active layer 140 may be formed of an InGaN / GaN layer having an MQW structure.

이러한 활성층(140)은 제1 도전형 반도체층(130) 및 제2 도전형 반도체층(150)으로부터 제공되는 전자 및 정공의 재결합(recombination) 과정에서 발생되는 에너지에 의해 광을 생성한다.The active layer 140 generates light by energy generated in the recombination process of electrons and holes provided from the first conductive semiconductor layer 130 and the second conductive semiconductor layer 150.

활성층(140) 상에는 제2 도전형 반도체층(150)이 형성된다. 제2 도전형 반도체층(150)은 InxAlyGa1-x-yN의 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(150)은 Mg가 도핑된 GaN층으로 이루어질 수 있다. The second conductivity type semiconductor layer 150 is formed on the active layer 140. The second conductive semiconductor layer 150 is a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1-xy N, where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and 0 ≦ x + y ≦ 1, For example, it may be selected from GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, and the like, and p-type dopants such as Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba may be doped. The second conductivity-type semiconductor layer 150 may be formed of a GaN layer doped with Mg.

제2 도전형 반도체층(150)은 도펀트의 농도가 다른 3개 이상의 층으로 이루어질 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 도전형 반도체층(150)은 제1 농도의 Mg로 도핑된 제1 GaN층(151), 상기 제1 GaN층(151) 위에 형성되고 제2 농도의 Mg로 도핑된 제2 GaN층(152), 상기 제2 GaN층(152) 위에 형성되고 제3 농도의 Mg로 도핑된 제3 GaN층(153)으로 이루어질 수 있다.The second conductivity-type semiconductor layer 150 may be formed of three or more layers having different dopant concentrations. As shown, the second conductivity-type semiconductor layer 150 is formed on the first GaN layer 151 doped with Mg of the first concentration, the first GaN layer 151 and doped with Mg of the second concentration. A second GaN layer 152 and a third GaN layer 153 formed on the second GaN layer 152 and doped with Mg at a third concentration may be formed.

제1 GaN층(151)은 Mg 농도가 높은 층(Mg high doped GaN)으로 이루어진다. 예를 들어, 제1 GaN층(151)의 제1 농도(Mg 농도)는 1×1020/cm3 내지 2×1020/cm3 일 수 있다. 제1 GaN층(151)의 두께는 500 내지 1500Å일 수 있다. The first GaN layer 151 is made of a Mg high doped GaN layer. For example, the first concentration (Mg concentration) of the first GaN layer 151 is 1 × 10 20 / cm 3 To 2 × 10 20 / cm 3 Lt; / RTI > The thickness of the first GaN layer 151 may be 500 to 1500 kPa.

제2 GaN층(152)은 Mg 농도가 낮은 층(Mg low doped GaN)으로 이루어진다. 예를 들어, 제2 GaN층(152)의 제2 농도(Mg 농도)는 5×1019/cm3 내지 1×1020/cm3 일 수 있다. 제2 GaN층(152)의 두께는 500 내지 1500Å일 수 있다. The second GaN layer 152 is made of a low Mg concentration layer (Mg low doped GaN). For example, the second concentration (Mg concentration) of the second GaN layer 152 is 5 × 10 19 / cm 3 To 1 × 10 20 / cm 3 Lt; / RTI > The thickness of the second GaN layer 152 may be 500 to 1500 kPa.

제3 GaN층(153)은 Mg 농도가 높은 층(Mg high doped GaN)으로 이루어진다. 예를 들어, 제3 GaN층(153)의 제3 농도(Mg 농도)는 1×1020/cm3 내지 2×1020/cm3 일 수 있다. 제3 GaN층(153)의 두께는 50 내지 500Å일 수 있다. The third GaN layer 153 is made of a Mg high doped GaN layer. For example, the third concentration (Mg concentration) of the third GaN layer 153 is 1 × 10 20 / cm 3 to 2 × 10 20 / cm 3 Lt; / RTI > The thickness of the third GaN layer 153 may be 50 to 500 kV.

상기 제2 GaN층(152)의 제2 농도는 제1 GaN층(151)의 제1 농도 및 제3 GaN층(153)의 제3 농도보다 50% 이상 낮을 수 있다. 제1 GaN층(151)의 제1 농도 및 제3 GaN층(153)의 제3 농도는 대략 비슷한 정도로 유지될 수 있다. The second concentration of the second GaN layer 152 may be at least 50% lower than the first concentration of the first GaN layer 151 and the third concentration of the third GaN layer 153. The first concentration of the first GaN layer 151 and the third concentration of the third GaN layer 153 may be maintained at about the same level.

본 실시예의 발광소자는 3개층 이상의 다층이면서 도펀트, 예를 들어 Mg 도핑 농도를 다르게 구성한 제2 도전형 반도체층(150)을 갖는다. 또한, 제2 도전형 반도체층(150)은 다층으로 구성되어 두께가 두껍게 유지된다. The light emitting device of the present embodiment has a second conductive semiconductor layer 150 having three or more layers and different dopants, for example, different Mg doping concentrations. In addition, the second conductivity-type semiconductor layer 150 is formed of a multilayer to maintain a thick thickness.

이러한 구성을 갖는 발광소자는 제2 도전형 반도체층(150)의 결정성을 향상시키고, Mg 도핑 농도의 조절에 의해 전하 분포를 조절함으로써, ESD에 강한 ESD 강화구조를 제공할 수 있다.The light emitting device having such a structure can provide an ESD strengthening structure resistant to ESD by improving the crystallinity of the second conductivity type semiconductor layer 150 and controlling the charge distribution by controlling the Mg doping concentration.

도 2는 도 1의 발광소자에서 제1 GaN층의 두께에 따른 ESD 수율을 나타낸 그래프이다. FIG. 2 is a graph showing ESD yield according to the thickness of the first GaN layer in the light emitting device of FIG. 1.

도 1의 발광소자(100)에서, 제1 GaN층(151)의 두께를 500Å에서 1000Å 까지 변화시키면서 ESD 수율을 측정하였다. 여기서, ESD 수율은 발광소자(100)에 예를 들어, 1000V로 정전방전을 시켰을 때, 정상 작동하는 발광소자(100)의 비율을 말한다. In the light emitting device 100 of FIG. 1, the ESD yield was measured while changing the thickness of the first GaN layer 151 from 500 mW to 1000 mW. Here, the ESD yield refers to the ratio of the light emitting device 100 that operates normally when the light emitting device 100 is subjected to electrostatic discharge, for example, 1000V.

도 1 및 도 2를 참조하면, 발광소자(100)에서 제1 GaN층(151)의 두께가 증가할수록 ESD 수율도 꾸준히 상승하는 것을 알 수 있다. 즉, 제1 GaN층(151)의 두께가 500Å일 때 약 27%의 ESD 수율을 나타내고, 제1 GaN층(151)의 두께가 1000Å일 때 약 67%의 ESD 수율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 1 and 2, it can be seen that as the thickness of the first GaN layer 151 increases in the light emitting device 100, the ESD yield also increases steadily. That is, when the thickness of the first GaN layer 151 is 500 mW, the ESD yield is about 27%, and when the thickness of the first GaN layer 151 is 1000 mW, the ESD yield is about 67%.

도 3은 도 1의 발광소자에서 제2 GaN층의 두께에 따른 ESD 수율을 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing ESD yield according to the thickness of the second GaN layer in the light emitting device of FIG. 1.

도 1의 발광소자(100)에서, 제2 GaN층(152)의 두께를 1000Å에서 1500Å 까지 변화시키면서 ESD 수율을 측정하였다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 발광소자(100)에서 제2 GaN층(152)의 두께가 증가할수록 ESD 수율도 꾸준히 상승하는 것을 알 수 있다. 즉, 제2 GaN층(152)의 두께가 1000Å일 때 약 27%의 ESD 수율을 나타내고, 제2 GaN층(152)의 두께가 1500Å일 때 약 48%의 ESD 수율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. In the light emitting device 100 of FIG. 1, the ESD yield was measured while changing the thickness of the second GaN layer 152 from 1000 mW to 1500 mW. 1 and 3, it can be seen that as the thickness of the second GaN layer 152 increases in the light emitting device 100, the ESD yield also increases steadily. That is, when the thickness of the second GaN layer 152 is 1000 mW, the ESD yield is about 27%, and when the thickness of the second GaN layer 152 is 1500 mW, the ESD yield is about 48%.

도 4는 도 1의 발광소자에서 제3 GaN층의 두께에 따른 ESD 수율을 나타낸 그래프이다. FIG. 4 is a graph showing ESD yield according to the thickness of the third GaN layer in the light emitting device of FIG. 1.

도 1의 발광소자(100)에서, 제3 GaN층(153)의 두께를 500Å에서 1000Å 까지 변화시키면서 ESD 수율을 측정하였다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 발광소자(100)에서 제3 GaN층(153)의 두께가 증가할수록 ESD 수율도 증가하나, 그 증가되는 정도는 크지 않음을 알 수 있다. 그래프에서, 제3 GaN층(153)의 두께가 500Å일 때 약 67%의 ESD 수율을 나타내고, 제3 GaN층(153)의 두께가 1000Å일 때 약 74%의 ESD 수율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. In the light emitting device 100 of FIG. 1, the ESD yield was measured while changing the thickness of the third GaN layer 153 from 500 mW to 1000 mW. 1 and 4, as the thickness of the third GaN layer 153 increases in the light emitting device 100, the ESD yield increases, but the increase is not large. In the graph, it can be seen that the ESD yield of about 67% when the thickness of the third GaN layer 153 is 500 kW, and the ESD yield of about 74% when the thickness of the third GaN layer 153 is 1000 mW. .

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 발광소자를 적층하는 방법을 도시하는 도면이다. 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자를 적층하는 방법을 도시하는 도면이다. 5A illustrates a method of stacking light emitting devices according to an exemplary embodiment of the present invention. 5B is a diagram illustrating a method of stacking light emitting devices according to another embodiment of the present invention.

도 5a를 참조하면, 제1 도전형 반도체층(210) 위에 활성층(220)을 적층한다. 활성층(220)은 다중양자우물구조(MQW)를 갖는다. Referring to FIG. 5A, the active layer 220 is stacked on the first conductive semiconductor layer 210. The active layer 220 has a multi-quantum well structure (MQW).

활성층(220)의 성장시, 결함 중의 하나인 V-피트(221)가 발생할 수 있다. 이러한 V-피트(221)는 ESD 결함의 원인이 된다. When the active layer 220 grows, one of the defects, the V-pit 221, may occur. These V-pits 221 cause ESD faults.

다음으로, 활성층(220) 위에 제2 도전형 반도체층(230)을 적층한다. 제2 도전형 반도체층(230)은 도펀트의 농도가 다른 3개의 층으로 이루어질 수 있다. 즉, 제2 도전형 반도체층(230)은 제1 농도의 Mg로 도핑된 제1 GaN층(231), 상기 제1 GaN층(231) 위에 형성되고 제2 농도의 Mg로 도핑된 제2 GaN층(232), 상기 제2 GaN층(232) 위에 형성되고 제3 농도의 Mg로 도핑된 제3 GaN층(233)으로 이루어질 수 있다.Next, the second conductive semiconductor layer 230 is stacked on the active layer 220. The second conductivity-type semiconductor layer 230 may be formed of three layers having different dopant concentrations. That is, the second conductivity-type semiconductor layer 230 is a first GaN layer 231 doped with a Mg of a first concentration, a second GaN formed on the first GaN layer 231 and doped with a Mg of a second concentration The layer 232 may be formed on the second GaN layer 232 and may be formed of a third GaN layer 233 doped with Mg at a third concentration.

제1 GaN층(231)은 활성층(220) 위에 형성되는 층으로서, Mg 농도가 높은 층(Mg high doped GaN)으로 이루어진다. 제1 GaN층(231)은 활성층(220)의 V-피트(221) 위에 형성되면서, 오목한 부분이 형성된다. The first GaN layer 231 is a layer formed on the active layer 220 and is formed of a Mg high doped GaN layer. The first GaN layer 231 is formed on the V-pit 221 of the active layer 220, and a concave portion is formed.

제2 GaN층(232)은 제1 GaN층(231) 위에 형성되는 층으로서, Mg 농도가 낮은 층(Mg low doped GaN)으로 이루어진다. 제2 GaN층(232)은 제1 GaN층(231)의 오목한 부분 위에 형성되면서, 마찬가지로 오목한 부분이 형성된다. The second GaN layer 232 is a layer formed on the first GaN layer 231 and is formed of a layer having a low Mg concentration (Mg low doped GaN). While the second GaN layer 232 is formed on the recessed portion of the first GaN layer 231, the recessed portion is similarly formed.

제3 GaN층(233)은 제2 GaN층(232) 위에 형성되는 층으로서, Mg 농도가 높은 층(Mg high doped GaN)으로 이루어진다. 제3 GaN층(233)은 제2 GaN층(232)의 오목한 부분을 완전히 덮으면서 편평한 형태로 형성된다. The third GaN layer 233 is a layer formed on the second GaN layer 232 and is made of a Mg high doped GaN layer. The third GaN layer 233 is formed in a flat shape while completely covering the concave portion of the second GaN layer 232.

이러한 발광소자는 활성층(220)의 V-피트(221) 위에 제2 도전형 반도체층(230)을 두껍게 다층으로 형성하였지만, 제1 GaN층(231) 및 제2 GaN층(232)의 오목한 부분으로 인해 정전방전에 취약한 측면이 있다. The light emitting device has a thick multilayered second conductive semiconductor layer 230 formed on the V-pit 221 of the active layer 220, but is concave in the first GaN layer 231 and the second GaN layer 232. Due to this, there is a weak side in electrostatic discharge.

도 5b를 참조하면, 제1 도전형 반도체층(210) 위에 활성층(220)을 형성한다. 활성층(220)은 다중양자우물구조(MQW)를 갖는다. Referring to FIG. 5B, an active layer 220 is formed on the first conductive semiconductor layer 210. The active layer 220 has a multi-quantum well structure (MQW).

활성층(220)의 성장시, 결함 중의 하나인 V-피트(221)가 발생할 수 있다. 이러한 V-피트(221)는 ESD 결함의 원인이 된다. When the active layer 220 grows, one of the defects, the V-pit 221, may occur. These V-pits 221 cause ESD faults.

다음으로, 활성층(220) 위에 제2 도전형 반도체층(230)을 형성한다. 제2 도전형 반도체층(230)은 p형 도펀트의 농도가 다른 제1 GaN층(231), 제2 GaN층(232) 및 제3 GaN층(233)으로 이루어질 수 있다. Next, the second conductive semiconductor layer 230 is formed on the active layer 220. The second conductive semiconductor layer 230 may include a first GaN layer 231, a second GaN layer 232, and a third GaN layer 233 having different concentrations of p-type dopants.

제1 GaN층(231)은 활성층(220) 위에 형성되는 층으로서, Mg 농도가 높은 층(Mg high doped GaN)으로 이루어진다. 제1 GaN층(231)은 활성층(220)의 V-피트(221) 위에 형성될 때, V-피트(221)가 있는 부분은 더 두껍게 형성되어 오목한 부분의 깊이가 줄어든다. The first GaN layer 231 is a layer formed on the active layer 220 and is formed of a Mg high doped GaN layer. When the first GaN layer 231 is formed on the V-pit 221 of the active layer 220, the portion with the V-pit 221 is formed thicker to reduce the depth of the concave portion.

제2 GaN층(232)은 제1 GaN층(231) 위에 형성되는 층으로서, Mg 농도가 낮은 층(Mg low doped GaN)으로 이루어진다. 제2 GaN층(232)은 제1 GaN층(231)의 오목한 부분 위에 형성될 때, 제1 GaN층(231)의 오목한 부분 위에는 더 두껍게 형성되어 오목한 부분이 상당히 줄어든다. The second GaN layer 232 is a layer formed on the first GaN layer 231 and is formed of a layer having a low Mg concentration (Mg low doped GaN). When the second GaN layer 232 is formed on the concave portion of the first GaN layer 231, the second GaN layer 232 is formed thicker on the concave portion of the first GaN layer 231 so that the concave portion is considerably reduced.

제3 GaN층(233)은 제2 GaN층(232) 위에 형성되는 층으로서, Mg 농도가 높은 층(Mg high doped GaN)으로 이루어진다. 제3 GaN층(233)은 제2 GaN층(232)의 오목한 부분을 완전히 덮으면서 편평한 형태로 형성된다. The third GaN layer 233 is a layer formed on the second GaN layer 232 and is made of a Mg high doped GaN layer. The third GaN layer 233 is formed in a flat shape while completely covering the concave portion of the second GaN layer 232.

이러한 발광소자는 활성층(220)의 V-피트(221)가 있는 부분은 더 두껍게 제2 도전형 반도체층(230)의 제1 GaN층(231), 제2 GaN층(232) 및 제3 GaN층(233)을 형성함으로써, 정전방전에 강한 구조를 제공한다. In the light emitting device, the portion where the V-pit 221 of the active layer 220 is thicker is thicker than the first GaN layer 231, the second GaN layer 232, and the third GaN of the second conductivity-type semiconductor layer 230. By forming layer 233, a strong structure is provided for electrostatic discharge.

도 6은 도 1의 실시예에 따른 수평구조의 발광 소자를 예시한 것이다. 6 illustrates a light emitting device having a horizontal structure according to the embodiment of FIG. 1.

발광 소자는, 기판(110)과, 상기 기판(110) 상에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층(130), 활성층(140) 및 제2 도전형 반도체층(150)을 포함한다. The light emitting device includes a substrate 110 and a first conductive semiconductor layer 130, an active layer 140, and a second conductive semiconductor layer 150 sequentially formed on the substrate 110.

제2 도전형 반도체층(150)은 도펀트의 농도가 다른 3개 이상의 층(151, 152, 153)으로 이루어질 수 있다.The second conductivity-type semiconductor layer 150 may be formed of three or more layers 151, 152, and 153 having different dopant concentrations.

제2 도전형 반도체층(150) 상에는 제2 전극(160)이 형성된다. 한편, 제2 도전형 반도체층(150), 활성층(140)의 일부는 식각(etching)으로 제거되어, 저면에 제1 도전형 반도체층(130)의 일부를 드러내고 있다. 식각에 의해 드러난 제1 도전형 반도체층(130), 즉 활성층(140)이 형성되지 않은 제1 도전형 반도체층(130) 상에는 제1 전극(170)이 형성된다.The second electrode 160 is formed on the second conductive semiconductor layer 150. Meanwhile, a portion of the second conductive semiconductor layer 150 and the active layer 140 is removed by etching to expose a portion of the first conductive semiconductor layer 130 on the bottom. The first electrode 170 is formed on the first conductive semiconductor layer 130 exposed by etching, that is, the first conductive semiconductor layer 130 on which the active layer 140 is not formed.

도 7은 도 1의 실시예에 따른 수직구조의 발광 소자를 예시한 것이다.FIG. 7 illustrates a light emitting device having a vertical structure according to the embodiment of FIG. 1.

발광 소자의 최하부에는 구조지지층(210)이 형성되어 있다. 구조지지층(210)은, 발광 소자의 지지층 및 전극으로서의 역할을 수행하는 것으로서, 실리콘(Si) 기판, GaAs 기판, Ge 기판 또는 금속층 등으로 이루어질 수 있다.The structural support layer 210 is formed at the bottom of the light emitting device. The structure support layer 210 serves as a support layer and an electrode of the light emitting device, and may be formed of a silicon (Si) substrate, a GaAs substrate, a Ge substrate, or a metal layer.

구조지지층(210) 상에는 제2 전극(260)이 형성되어 있으며, 이는 전극 역할 및 반사 역할을 동시에 하도록 반사율이 높은 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.The second electrode 260 is formed on the structure support layer 210, and it is preferable that the second electrode 260 is made of a metal having high reflectance to simultaneously serve as an electrode and a reflective role.

제2 전극(260) 상에는 제2 도전형 반도체층(250), 활성층(240) 및 제1 도전형 반도체층(230)이 순차로 형성되어 있고, 제1 도전 반도체층(230) 상에는 제1 전극(270)이 형성되어 있다. 제2 도전형 반도체층(250)은 도펀트의 농도가 다른 3개 이상의 층(251, 252, 253)으로 이루어질 수 있다.The second conductive semiconductor layer 250, the active layer 240, and the first conductive semiconductor layer 230 are sequentially formed on the second electrode 260, and the first electrode is formed on the first conductive semiconductor layer 230. 270 is formed. The second conductivity-type semiconductor layer 250 may be formed of three or more layers 251, 252, and 253 having different concentrations of dopants.

제2 도전형 반도체층(250), 활성층(240) 및 제1 도전형 반도체층(230)은 도 1의 실시예에 따른 제2 도전형 반도체층(150), 활성층(140) 및 제1 도전형 반도체층(130)과 동일한 구성을 가질 수 있다. The second conductive semiconductor layer 250, the active layer 240, and the first conductive semiconductor layer 230 are the second conductive semiconductor layer 150, the active layer 140, and the first conductive layer according to the embodiment of FIG. 1. It may have the same configuration as the type semiconductor layer 130.

제2 Second 실시예Example

도 8은 다른 실시예에 따른 발광소자의 적층구조를 나타내는 도면이다. 8 is a view showing a laminated structure of a light emitting device according to another embodiment.

발광소자(300)는 기판(310), 버퍼층(320), 제1 도전형 반도체층(330), 활성층(340), 제2 도전형 반도체층(350) 및 접촉층(360)을 포함할 수 있다. The light emitting device 300 may include a substrate 310, a buffer layer 320, a first conductive semiconductor layer 330, an active layer 340, a second conductive semiconductor layer 350, and a contact layer 360. have.

기판(310)은, 투광성을 갖는 재질, 예를 들어, 사파이어(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga203, LiAl2O3, BN, AlN 그리고 GaAs 등이 사용될 수 있다.Substrate 310 is a light-transmissive material, for example, sapphire (Al 2 0 3 ), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga 2 0 3 , LiAl 2 O 3 , BN, AlN and GaAs And the like can be used.

기판(310) 위에는 버퍼층(320)이 형성될 수 있다. 버퍼층(320)은 기판(310)과 제1 도전형 반도체층(330) 사이의 격자상수 및 열팽창 계수의 차이에 의해 발생하는 결정결함을 최소화시키기 위해서 저온에서 비정질의 결정상을 갖는 GaN계 또는 AlN계 질화물을 버퍼층(320)으로 형성한다. 이러한 버퍼층(320)은 생략될 수 있다. The buffer layer 320 may be formed on the substrate 310. The buffer layer 320 is a GaN based or AlN based having an amorphous crystalline phase at low temperature in order to minimize crystal defects caused by the difference in lattice constant and thermal expansion coefficient between the substrate 310 and the first conductivity type semiconductor layer 330. Nitride is formed into the buffer layer 320. This buffer layer 320 may be omitted.

버퍼층(320) 상에는 제1 도전형 반도체층(330)이 형성된다. 제1 도전형 반도체층(330)은 InxAlyGa1-x-yN의 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(330)은 Si가 도핑된 GaN층으로 이루어질 수 있다. The first conductivity type semiconductor layer 330 is formed on the buffer layer 320. The first conductive semiconductor layer 330 is a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1-xy N (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and 0 ≦ x + y ≦ 1), For example, it may be selected from GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, and the like, and n-type dopants such as Si, Ge, Sn, Se, Te, and the like may be doped. For example, the first conductivity type semiconductor layer 330 may be formed of a GaN layer doped with Si.

제1 도전형 반도체층(330) 상에는 활성층(340)이 형성된다. 활성층(340)은 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN의 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 양자선(Quantum wire) 구조, 양자점(Quantum dot) 구조, 단일 양자우물구조 또는 다중 양자우물구조(MQW : Multi Quantum Well) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성층(140)은 MQW 구조의 InGaN/GaN층으로 이루어질 수 있다. The active layer 340 is formed on the first conductive semiconductor layer 330. The active layer 340 is, for example, semiconductor material having the In x Al y Ga 1 -x- y N formula (wherein Im 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1) of It may include, and 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). For example, the active layer 140 may be formed of an InGaN / GaN layer having an MQW structure.

활성층(340) 상에는 제2 도전형 반도체층(350)이 형성된다. 제2 도전형 반도체층(350)은 InxAlyGa1-x-yN의 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(350)은 Mg가 도핑된 GaN층으로 이루어질 수 있다. The second conductivity type semiconductor layer 350 is formed on the active layer 340. The second conductive semiconductor layer 350 is a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1-xy N (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and 0 ≦ x + y ≦ 1), For example, it may be selected from GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, and the like, and p-type dopants such as Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba may be doped. The second conductivity-type semiconductor layer 350 may be formed of a GaN layer doped with Mg.

제2 도전형 반도체층(350)은 도펀트의 농도가 다른 3개 이상의 층으로 이루어질 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 도전형 반도체층(350)은 제1 농도의 Mg로 도핑된 제1 GaN층(351), 상기 제1 GaN층(351) 위에 형성되고 제2 농도의 Mg로 도핑된 제2 GaN층(352), 상기 제2 GaN층(352) 위에 형성되고 제3 농도의 Mg로 도핑된 제3 GaN층(353)으로 이루어질 수 있다.The second conductivity-type semiconductor layer 350 may be formed of three or more layers having different dopant concentrations. As shown, the second conductivity-type semiconductor layer 350 is formed on the first GaN layer 351 doped with Mg of the first concentration, and formed on the first GaN layer 351 and doped with Mg of the second concentration. A second GaN layer 352 and a third GaN layer 353 may be formed on the second GaN layer 352 and doped with Mg at a third concentration.

제1 GaN층(351)은 Mg 농도가 높은 층(Mg high doped GaN)으로 이루어진다. 예를 들어, 제1 GaN층(351)의 제1 농도(Mg 농도)는 1×1020/cm3 내지 2×1020/cm3 일 수 있다. 제1 GaN층(351)의 두께는 500 내지 1500Å일 수 있다. The first GaN layer 351 is made of a Mg high doped GaN layer. For example, the first concentration (Mg concentration) of the first GaN layer 351 is 1 × 10 20 / cm 3 To 2 × 10 20 / cm 3 Lt; / RTI > The thickness of the first GaN layer 351 may be 500 to 1500 kPa.

제2 GaN층(352)은 Mg 농도가 낮은 층(Mg low doped GaN)으로 이루어진다. 예를 들어, 제2 GaN층(352)의 제2 농도(Mg 농도)는 5×1019/cm3 내지 1×1020/cm3 일 수 있다. 제2 GaN층(352)의 두께는 500 내지 2000Å일 수 있다. The second GaN layer 352 is made of a low Mg concentration layer (Mg low doped GaN). For example, the second concentration (Mg concentration) of the second GaN layer 352 is 5 × 10 19 / cm 3 To 1 × 10 20 / cm 3 Lt; / RTI > The thickness of the second GaN layer 352 may be 500 to 2000 mm 3.

제3 GaN층(353)은 Mg 농도가 더욱 높은 층(Mg very highly doped GaN)으로 이루어진다. 예를 들어, 제3 GaN층(353)의 제3 농도(Mg 농도)는 2×1020/cm3 내지 4×1020/cm3 일 수 있다. 제3 GaN층(353)의 두께는 10 내지 100Å일 수 있다. The third GaN layer 353 is made of a Mg very highly doped GaN layer. For example, the third concentration (Mg concentration) of the third GaN layer 353 is 2 × 10 20 / cm 3 To 4 × 10 20 / cm 3 Lt; / RTI > The thickness of the third GaN layer 353 may be 10 to 100 GPa.

상기 제2 GaN층(352)의 제2 농도는 제1 GaN층(351)의 제1 농도보다 50% 이상 낮을 수 있다. 또한, 제3 GaN층(353)의 제3 농도는 상기 제2 GaN층(352)의 제2 농도보다 50% 이상 높을 수 있다. The second concentration of the second GaN layer 352 may be at least 50% lower than the first concentration of the first GaN layer 351. In addition, the third concentration of the third GaN layer 353 may be at least 50% higher than the second concentration of the second GaN layer 352.

접촉층(360)은 2쌍 이상의 InGaN/GaN의 조합으로 이루어진다. 접촉층(360)은 n형 도펀트, 예를 들어 Si로 도핑될 수 있다. Si 도핑 농도는 1×1018/cm3 내지 1×1019/cm3 일 수 있다. 이와 같이, Si로 도핑된 접촉층(360)은 발광소자의 작동전압을 낮출 수 있다. The contact layer 360 is a combination of two or more pairs of InGaN / GaN. The contact layer 360 may be doped with an n-type dopant, for example Si. Si doping concentration is 1 × 10 18 / cm 3 To 1 × 10 19 / cm 3 Lt; / RTI > As such, the contact layer 360 doped with Si may lower the operating voltage of the light emitting device.

접촉층(360)은 2 내지 10 쌍의 InGaN/GaN의 조합으로 이루어질 수 있다. 접촉층(360)에서 한 쌍의 InGaN/GaN의 두께는 2 내지 10Å일 수 있다. 이와 같이, 복수의 쌍의 InGaN/GaN의 조합으로 이루어지는 접촉층(360)은 발광소자의 작동 전압을 낮추는데 도움을 준다. The contact layer 360 may be made of a combination of 2 to 10 pairs of InGaN / GaN. The thickness of the pair of InGaN / GaN in the contact layer 360 may be 2 to 10 kPa. As such, the contact layer 360 formed of a combination of a plurality of pairs of InGaN / GaN helps to lower the operating voltage of the light emitting device.

본 실시예의 발광소자(300)는 3개층 이상의 다층이면서 Mg 도핑 농도를 다르게 구성한 제2 도전형 반도체층(350)을 갖는다. 제2 도전형 반도체층(350)은 Mg 농도가 높은(p+) 제1 GaN층(351)과, Mg 농도가 낮은(p-) 제2 GaN층(352)과, Mg 농도가 더욱 높은(p++) 제3 GaN층(353)으로 이루어진다. 또한, 이러한 제2 도전형 반도체층(350)은 다층으로 구성되어 두께가 두껍게 유지된다. The light emitting device 300 according to the present exemplary embodiment has a second conductive semiconductor layer 350 having three or more layers and different Mg doping concentrations. The second conductive semiconductor layer 350 includes a first GaN layer 351 having a high Mg concentration (p +), a second GaN layer 352 having a low Mg concentration (p−), and a higher Mg concentration (p ++). A third GaN layer 353. In addition, the second conductivity-type semiconductor layer 350 is formed of a multilayer to maintain a thick thickness.

이러한 구성을 갖는 발광소자는 제2 도전형 반도체층(350)의 결정성을 향상시키고, Mg 도핑 농도의 조절에 의해 전하 분포를 조절함으로써, ESD에 강한 ESD 강화구조를 제공할 수 있다. 또한, 접촉층(360)에 의해 발광소자의 작동 전압을 낮출 수 있다. The light emitting device having such a configuration can provide an ESD strengthening structure resistant to ESD by improving the crystallinity of the second conductivity type semiconductor layer 350 and controlling the charge distribution by controlling the Mg doping concentration. In addition, the contact layer 360 lowers the operating voltage of the light emitting device.

도 9는 도 8의 실시예에 따른 수평구조의 발광 소자를 예시한 것이다. FIG. 9 illustrates a light emitting device having a horizontal structure according to the embodiment of FIG. 8.

발광 소자는, 기판(310)과, 상기 기판(310) 상에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층(330), 활성층(340), 제2 도전형 반도체층(350) 및 접촉층(360)을 포함한다. The light emitting device includes a substrate 310, a first conductive semiconductor layer 330, an active layer 340, a second conductive semiconductor layer 350, and a contact layer 360 sequentially formed on the substrate 310. It includes.

제2 도전형 반도체층(350)은 도펀트의 농도가 다른 3개 이상의 층(351, 352, 353)으로 이루어질 수 있다.The second conductivity-type semiconductor layer 350 may be formed of three or more layers 351, 352, and 353 having different dopant concentrations.

제2 도전형 반도체층(350) 상에는 제2 전극(360)이 형성된다. 한편, 제2 도전형 반도체층(350), 활성층(340)의 일부는 식각(etching)으로 제거되어, 저면에 제1 도전형 반도체층(330)의 일부를 드러내고 있다. 식각에 의해 드러난 제1 도전형 반도체층(330), 즉 활성층(340)이 형성되지 않은 제1 도전형 반도체층(330) 상에는 제1 전극(370)이 형성된다.The second electrode 360 is formed on the second conductive semiconductor layer 350. Meanwhile, a portion of the second conductive semiconductor layer 350 and the active layer 340 is removed by etching to expose a portion of the first conductive semiconductor layer 330 on the bottom. The first electrode 370 is formed on the first conductive semiconductor layer 330 that is exposed by etching, that is, the first conductive semiconductor layer 330 on which the active layer 340 is not formed.

도 10은 도 8의 실시예에 따른 수직구조의 발광 소자를 예시한 것이다.FIG. 10 illustrates a light emitting device having a vertical structure according to the embodiment of FIG. 8.

발광 소자의 최하부에는 구조지지층(410)이 형성되어 있다. 구조지지층(410)은, 발광 소자의 지지층 및 전극으로서의 역할을 수행하는 것으로서, 실리콘(Si) 기판, GaAs 기판, Ge 기판 또는 금속층 등으로 이루어질 수 있다.The structural support layer 410 is formed at the bottom of the light emitting device. The structure support layer 410 serves as a support layer and an electrode of the light emitting device, and may be formed of a silicon (Si) substrate, a GaAs substrate, a Ge substrate, or a metal layer.

구조지지층(410) 상에는 제2 전극(460)이 형성되어 있으며, 이는 전극 역할 및 반사 역할을 동시에 하도록 반사율이 높은 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.The second electrode 460 is formed on the structure support layer 410, and it is preferable that the second electrode 460 is made of a metal having high reflectance to simultaneously serve as an electrode and a reflective role.

제2 전극(460) 상에는 접촉층(460), 제2 도전형 반도체층(451, 452, 453; 450), 활성층(440) 및 제1 도전형 반도체층(430)이 순차로 형성되어 있고, 제1 도전 반도체층(430) 상에는 제1 전극(470)이 형성되어 있다. The contact layer 460, the second conductive semiconductor layers 451, 452, 453; 450, the active layer 440, and the first conductive semiconductor layer 430 are sequentially formed on the second electrode 460. The first electrode 470 is formed on the first conductive semiconductor layer 430.

접촉층(460), 제2 도전형 반도체층(450), 활성층(440) 및 제1 도전형 반도체층(430)은 도 8의 실시예에 따른 접촉층(360), 제2 도전형 반도체층(350), 활성층(340) 및 제1 도전형 반도체층(330)과 동일한 구성을 가질 수 있다. The contact layer 460, the second conductivity type semiconductor layer 450, the active layer 440, and the first conductivity type semiconductor layer 430 are the contact layer 360 and the second conductivity type semiconductor layer of FIG. 8. It may have the same configuration as the 350, the active layer 340 and the first conductivity type semiconductor layer 330.

도 11은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸다. 11 illustrates a light emitting device package according to an embodiment.

상기 발광소자 패키지(500)는 패키지 몸체(510), 리드 프레임(512, 514), 발광소자(520), 반사판(525), 와이어(530) 및 수지층(540)을 포함한다.The light emitting device package 500 includes a package body 510, lead frames 512 and 514, a light emitting device 520, a reflecting plate 525, a wire 530, and a resin layer 540.

패키지 몸체(510)의 상면에는 캐비티(cavity)가 형성될 수 있다. 상기 캐비티의 측벽은 경사지게 형성될 수 있다. 패키지 몸체(510)는 실리콘 기반의 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package), 실리콘 기판, 실리콘 카바이드(SiC), 질화알루미늄(aluminum nitride, AlN) 등과 같이 절연성 또는 열전도도가 좋은 기판으로 형성될 수 있으며, 복수 개의 기판이 형성되는 구조일 수 있다. 실시예는 패키지 몸체(310)의 재질, 구조 및 형상으로 한정되지 않는다. A cavity may be formed on an upper surface of the package body 510. The side wall of the cavity may be formed obliquely. The package body 510 may be formed of a substrate having good insulation or thermal conductivity, such as a silicon-based wafer level package, a silicon substrate, silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), or the like. It may have a structure in which a plurality of substrates are formed. Embodiments are not limited to the material, structure, and shape of the package body 310.

리드 프레임(512, 514)은 열 배출이나 발광소자의 장착을 고려하여 서로 전기적으로 분리되도록 패키지 몸체(510)에 배치된다. 발광소자(520)는 리드 프레임(512, 514)과 전기적으로 연결된다. 발광소자(520)는 도 1 내지 도 4의 실시예에 도시된 발광소자일 수 있다.The lead frames 512 and 514 are disposed in the package body 510 to be electrically separated from each other in consideration of heat dissipation or mounting of light emitting devices. The light emitting device 520 is electrically connected to the lead frames 512 and 514. The light emitting device 520 may be the light emitting device shown in the embodiment of FIGS. 1 to 4.

반사판(525)은 발광소자에서 방출된 빛을 소정의 방향으로 지향시키도록 패키지 몸체(510)의 캐비티 측벽에 형성된다. 반사판(525)은 광반사 물질로 이루어지며, 예컨대, 금속 코팅이거나 금속 박편일 수 있다.The reflective plate 525 is formed on the side wall of the cavity of the package body 510 to direct light emitted from the light emitting element in a predetermined direction. The reflector plate 525 is made of a light reflective material, and may be, for example, a metal coating or a metal flake.

수지층(540)은 패키지 몸체(510)의 캐비티 내에 위치하는 발광소자(520)를 포위하여 발광소자(520)를 외부 환경으로부터 보호한다. 수지층(540)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 무색 투명한 고분자 수지 재질로 이루어질 수 있다. 수지층(540)에는 발광소자(520)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있도록 형광체가 포함될 수 있다. The resin layer 540 surrounds the light emitting device 520 positioned in the cavity of the package body 510 to protect the light emitting device 520 from the external environment. The resin layer 540 may be made of a colorless transparent polymer resin material such as epoxy or silicon. The resin layer 540 may include a phosphor to change the wavelength of light emitted from the light emitting device 520.

실시예에 따른 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 배열되며, 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 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.

또 다른 실시예는 상술한 실시예들에 기재된 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.Yet another embodiment may be implemented as a display device, an indicator device, or a lighting system including the light emitting device or the light emitting device package described in the above embodiments, for example, the lighting system may include a lamp, a street lamp. .

도 12는 발광모듈을 갖는 조명 장치의 일 실시예를 도시하는 도면이다. 12 is a view showing an embodiment of a lighting device having a light emitting module.

이러한 조명 장치는, 발광모듈(20)과, 발광모듈(20)에서 발광된 빛의 출사 지향각을 안내하는 광가이드(30)를 포함하여 구성될 수 있다. The lighting device may include a light emitting module 20 and a light guide 30 for guiding the emission directivity angle of the light emitted from the light emitting module 20.

발광모듈(20)은 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)(21) 상에 구비되는 적어도 하나의 발광소자(22)를 포함할 수 있으며, 다수의 발광소자(22)가 인쇄회로기판(21) 상에 이격되어 배열될 수 있다. 발광소자는 예를 들어, LED(light emitting diode)일 수 있다. The light emitting module 20 may include at least one light emitting device 22 provided on a printed circuit board (PCB) 21, and the plurality of light emitting devices 22 may include a printed circuit board 21. May be spaced apart). The light emitting device may be, for example, a light emitting diode (LED).

광가이드(30)는 발광모듈(20)에서 발광되는 광을 집속하여 일정 지향각을 가지고 개구부를 통하여 출사될 수 있도록 하며, 내측면에는 미러면을 가질 수 있다. 여기서, 발광모듈(20)과 광가이드는 일정 간격(d)만큼 이격되어 설치될 수 있다.The light guide 30 focuses the light emitted from the light emitting module 20 so that the light guide 30 may be emitted through the opening with a predetermined direction angle, and may have a mirror surface on the inner surface. Here, the light emitting module 20 and the light guide may be installed spaced apart by a predetermined interval (d).

이와 같은 조명 장치는 상술한 바와 같이, 다수의 발광소자(22)를 집속하여 빛을 얻는 조명등으로 사용될 수 있는 것으로서, 특히 건물의 천장이나 벽체 내에 매입되어 광가이드(30)의 개구부 측이 노출되는 매입등(다운라이트)으로 이용할 수 있다.As described above, the lighting apparatus may be used as an illumination lamp that focuses a plurality of light emitting elements 22 to obtain light, and is particularly embedded in a ceiling or a wall of the building to expose the opening side of the light guide 30. It is available by purchase light (downlight).

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 each embodiment 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.

100 : 발광소자 110 : 기판
120 : 버퍼층 130 : n형 반도체층
140 : 활성층 150 : p형 반도체층
151 : 제1 GaN층 152 : 제2 GaN층
153 : 제3 GaN층 300 : 발광소자
310 : 기판 320 : 버퍼층
330 : n형 반도체층 340 : 활성층
350 : p형 반도체층 351 : 제1 GaN층
352 : 제2 GaN층 353 : 제3 GaN층
360 : 접촉층 500: 발광소자 패키지
510: 패키지 몸체 512, 514: 리드 프레임
520 : 발광소자 525: 반사판
530 : 와이어 540: 충전재 100 light emitting element 110 substrate
120: buffer layer 130: n-type semiconductor layer
140: active layer 150: p-type semiconductor layer
151: first GaN layer 152: second GaN layer
153: third GaN layer 300: light emitting element
310: substrate 320: buffer layer
330: n-type semiconductor layer 340: active layer
350: p-type semiconductor layer 351: first GaN layer
352: second GaN layer 353: third GaN layer
360: contact layer 500: light emitting device package
510: package body 512, 514: lead frame
520: light emitting element 525: reflector
530: wire 540: filler

Claims (12)

기판;
상기 기판 상의 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층;
상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층;
을 포함하고,
상기 제2 도전형 반도체층은 도펀트의 도핑 농도가 다른 3개 이상의 층으로 이루어지는 발광소자.Board;
A first conductivity type semiconductor layer on the substrate;
An active layer on the first conductivity type semiconductor layer;
A second conductivity type semiconductor layer on the active layer;
Including,
The second conductive semiconductor layer is a light emitting device consisting of three or more layers having different doping concentrations of the dopant. 제1항에 있어서,
상기 제2 도전형 반도체층은 제1 농도의 Mg로 도핑된 제1 GaN층, 상기 제1 GaN층 위에 형성되고 제2 농도의 Mg로 도핑된 제2 GaN층, 상기 제2 GaN층 위에 형성되고, 제3 농도의 Mg로 도핑된 제3 GaN층으로 이루어지는 발광소자.The method of claim 1,
The second conductive semiconductor layer is formed on the first GaN layer doped with Mg at the first concentration, the second GaN layer formed on the first GaN layer and doped with Mg at the second concentration, and formed on the second GaN layer. And a third GaN layer doped with Mg at a third concentration. 제2항에 있어서,
상기 제2 농도는 상기 제1 농도 및 상기 제3 농도 보다 50% 이상 낮은 발광소자.The method of claim 2,
Wherein the second concentration is at least 50% lower than the first concentration and the third concentration. 제3항에 있어서,
상기 제1 농도 및 상기 제3 농도는 1×1020/cm3 내지 2×1020/cm3 인 발광소자.The method of claim 3,
The first concentration and the third concentration is 1 × 10 20 / cm 3 to 2 × 10 20 / cm 3 Phosphorescent light emitting element. 제3항에 있어서,
상기 제1 GaN층의 두께는 500 내지 1500 Å인 발광소자.The method of claim 3,
The first GaN layer has a thickness of 500 to 1500 kPa. 제3항에 있어서,
상기 제2 GaN층의 두께는 500 내지 1500 Å인 발광소자.The method of claim 3,
The second GaN layer has a thickness of 500 to 1500 kPa. 제3항에 있어서,
상기 제3 GaN층의 두께는 50 내지 500 Å인 발광소자.The method of claim 3,
The third GaN layer has a thickness of 50 to 500 kPa. 제1항에 있어서,
상기 제2 도전형 반도체층 상의 InGaN/GaN의 조합을 갖는 2쌍 이상의 접촉층;
을 더 포함하는 발광소자.The method of claim 1,
Two or more pairs of contact layers having a combination of InGaN / GaN on the second conductivity type semiconductor layer;
Light emitting device further comprising. 제8항에 있어서,
상기 접촉층은 Si로 도핑되는 발광소자.9. The method of claim 8,
The contact layer is a light emitting device doped with Si. 제9항에 있어서,
상기 Si 농도는 1×1018/cm3 내지 1×1019/cm3 인 발광소자.10. The method of claim 9,
The Si concentration is 1 × 10 18 / cm 3 To 1 × 10 19 / cm 3 Phosphorescent light emitting element. 제8항에 있어서,
상기 접촉층은 2 내지 10 쌍의 InGaN/GaN의 조합으로 이루어지는 발광소자.9. The method of claim 8,
The contact layer is a light emitting device consisting of a combination of 2 to 10 pairs of InGaN / GaN. 제8항에 있어서,
상기 접촉층에서 한 쌍의 InGaN/GaN의 두께는 2 내지 10Å인 발광소자.9. The method of claim 8,
A light emitting device in which the thickness of the pair of InGaN / GaN in the contact layer is 2 to 10Å.
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