KR20130017463A - Growth substrate, nitride semiconductor device and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A substrate for growing a semiconductor, a nitride semiconductor device, and a manufacturing method thereof are provided to reduce a crystal defect due to lattice constant mismatch between a first GaN semiconductor layer and a silicon substrate by forming a buffer layer made of aluminum nitride between the first GaN semiconductor layer and the silicon substrate. CONSTITUTION: A buffer layer(113) is formed on a silicon substrate(111). A diffusion preventing layer(115) is formed on the buffer layer. A first GaN semiconductor layer(117) is formed on the diffusion preventing layer. An AlN semiconductor layer(119) is formed on the first GaN semiconductor layer. A second GaN semiconductor layer(120) is formed on the AlN semiconductor layer.

Description

반도체 성장용 기판, 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법{GROWTH SUBSTRATE, NITRIDE SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}Substrate for semiconductor growth, nitride semiconductor device and manufacturing method thereof {GROWTH SUBSTRATE, NITRIDE SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

실시 예는 성장용 기판, 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.Embodiments relate to a growth substrate, a nitride semiconductor device, and a method of manufacturing the same.

질화 갈륨(GaN)은 상온에서 3.4eV의 직접 천이형 밴드갭(direct bandgap)을 가지고 있는 반도체 물질로서 질화 인듐(InN)이나 질화 알루미늄(AlN)과 같은 다른 반도체 물질과 조합될 경우, 1.9eV(InN)에서 3.4eV(GaN) 또는 6.2.eV(AlN)까지의 에너지 밴드 갭을 갖는다. 따라서 질화 갈륨은 가시광선 영역에서부터 자외선 영역에 이르는 넓은 파장 대역에서 광 소자로서의 응용 가능성이 매우 크며, 최근에는 적색, 녹색 및 청색 발광 소자에 의한 총천연색 전광판이나 백색 발광 소자에 의한 조명 기구 시장이 급속히 성장되면서 질화 갈륨에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 질화 갈륨은 단파장 대역에서의 청색 발광 다이오드(Lignt Emitting Diode: LED)와 청색 레이저 다이오드(Laser Diode: LD)의 광 소자 재료로서 큰 주목을 받고 있다.Gallium nitride (GaN) is a semiconductor material with a direct transition bandgap of 3.4 eV at room temperature, and when combined with other semiconductor materials such as indium nitride (InN) or aluminum nitride (AlN), 1.9 eV ( InN) has an energy band gap of 3.4 eV (GaN) or 6.2.eV (AlN). Therefore, gallium nitride has a great potential as an optical device in a wide wavelength range from the visible region to the ultraviolet region. Recently, the market for lighting fixtures by full color display boards or white light emitting devices by red, green and blue light emitting devices is rapidly growing. As a result, much research is being conducted on gallium nitride. In particular, gallium nitride has attracted great attention as an optical device material of a blue light emitting diode (LED) and a blue laser diode (LD) in a short wavelength band.

질화 갈륨을 이용하여 광소자를 제작하기 위해서는 전위(dislocation)와 같은 결정 결함이 없는 질화 갈륨 박막을 두껍게 성장시키는 기술이 중요하다. 질화 갈륨 박막의 후막 성장을 위해서는 질화 갈륨과 격자상수가 정합되는 기판을 선정하는 것이 중요하다. 질화 갈륨과 기판의 격자상수 부정합 정도가 크면 열팽창 계수의 차이로 인해 양호한 품질의 질화 갈륨을 성장시키는데 한계가 있기 때문이다.In order to fabricate an optical device using gallium nitride, a technique for thickly growing a gallium nitride thin film without crystal defects such as dislocations is important. For thick film growth of a gallium nitride thin film, it is important to select a substrate on which a gallium nitride and a lattice constant match. This is because when the degree of lattice constant mismatch between the gallium nitride and the substrate is large, there is a limit to growing gallium nitride of good quality due to the difference in the coefficient of thermal expansion.

일반적으로, 질화 갈륨 박막 성장 시 사용할 수 있는 기판으로는 탄화규소(SiC) 기판과 사파이어(Al2O3) 기판이 있다. 이 중에서, 탄화규소 기판은 질화 갈륨과의 격자상수 차가 작고 고온 특성과 화학적 안정성이 우수하지만, 기판 가격이 높고 제조량도 적어 원활한 기판 공급에 문제가 있고 광소자 제조상의 효율성에 비해 기판에 성장된 질화 갈륨 박막의 품질이 우수하지 않다는 단점이 있다. 이러한 이유로, 질화 갈륨 박막의 성장 시에는 탄화규소 기판 보다는 사파이어 기판을 주로 사용하고 있다.In general, substrates that can be used for growing a gallium nitride thin film include a silicon carbide (SiC) substrate and a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate. Among these, silicon carbide substrates have a small lattice constant difference with gallium nitride, and have excellent high temperature characteristics and chemical stability. However, since the substrate price is high and the production volume is low, there is a problem in smooth substrate supply and the nitride grown on the substrate compared to the efficiency of optical device manufacturing. There is a disadvantage that the quality of the gallium thin film is not excellent. For this reason, sapphire substrates are mainly used for growth of gallium nitride thin films rather than silicon carbide substrates.

그런데 사파이어(육방정계)의 a축 격자 상수는 4.758Å이고, 질화 갈륨(육방정계)의 a축 격자 상수는 3.186Å이므로 질화 갈륨과 사파이어는 약 30% 이상의 격자 상수 불일치를 보인다. 따라서 사파이어 기판 위에 질화 갈륨 박막을 성장시키면 a 축 격자 상수 부정합에 의해 장력 변형(tensile stress)이 야기될 수 있다. 그런데 실제 (0001) 사파이어 기판 위에 질화 갈륨 박막이 성장될 때에는 사파이어의 유효 격자 상수가 질화 갈륨의 유효 격자 상수보다 약 14% 정도 작기 때문에 압축 변형(compressive strain)이 발생된다. 또한 사파이어와 질화 갈륨은 열팽창 계수도 약 25%의 차이를 보이기 때문에, 사파이어 기판과 질화 갈륨 박막의 경계에서 응력이 발생되며, 그 결과 질화 갈륨 박막으로 1014/cm2 정도의 큰 밀도를 갖는 전위 결함이 도입되어 고품질의 단결정 성장에 걸림돌이 되고 있다. 또한 질화 갈륨 박막이 10㎛ 이상의 두께로 성장되면, 결정격자 상수의 부정합과 열팽창 계수의 차이로 인해 발생되는 과도한 응력에 의해 질화 갈륨 박막에 크랙(crack)이 발생될 가능성이 높아지게 된다. However, since the a-axis lattice constant of sapphire (hexagonal system) is 4.758Å and the a-axis lattice constant of gallium nitride (hexagonal) is 3.186Å, gallium nitride and sapphire show a lattice constant mismatch of about 30% or more. Therefore, when the gallium nitride thin film is grown on the sapphire substrate, tensile stress may be caused by a-axis lattice constant mismatch. However, when the gallium nitride thin film is actually grown on the sapphire substrate, compressive strain occurs because the effective lattice constant of sapphire is about 14% smaller than the effective lattice constant of gallium nitride. In addition, sapphire and gallium nitride have a thermal expansion coefficient of about 25%, which causes stress at the boundary between the sapphire substrate and the gallium nitride thin film. As a result, 10 14 / cm 2 Dislocation defects having a high density of degree have been introduced, which is an obstacle to high quality single crystal growth. In addition, when the gallium nitride thin film is grown to a thickness of 10 μm or more, cracks are more likely to occur in the gallium nitride thin film due to excessive stress generated due to mismatch in crystal lattice constant and difference in coefficient of thermal expansion.

위와 같은 문제를 해결하기 위해, 사파이어 기판과 탄화규소 기판의 대안으로서 실리콘 기판을 사용한 질화 갈륨 박막의 성장에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. In order to solve the above problems, research on the growth of a gallium nitride thin film using a silicon substrate as an alternative to a sapphire substrate and a silicon carbide substrate is being actively conducted.

실시 예는 새로운 버퍼 구조층을 갖는 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a nitride semiconductor device having a new buffer structure layer and a method of manufacturing the same.

실시 예는 실리콘 기판과 질화 갈륨계 반도체층 사이에 확산 방지층을 포함하는 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a nitride semiconductor device including a diffusion barrier layer between a silicon substrate and a gallium nitride-based semiconductor layer, and a method of manufacturing the same.

실시 예는 버퍼층의 일부 영역 중 다른 영역보다 얇은 영역 상에 형성된 확산 방지층을 포함하는 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a nitride semiconductor device including a diffusion barrier layer formed on a region thinner than other regions of a portion of a buffer layer, and a method of manufacturing the same.

실시 예는 실리콘 기판의 상부에 러프니스를 갖는 버퍼층과 그 일부에 확산 방지층을 갖는 성장용 기판을 제공한다.The embodiment provides a growth substrate having a buffer layer having roughness on top of a silicon substrate and a diffusion barrier layer on a portion thereof.

실시 예에 따른 질화물 반도체 소자는, 실리콘 기판; 상기 실리콘 기판 위에, 상면이 러프니스로 형성된 버퍼층; 상기 버퍼층의 러프니스의 일부에 확산 방지층; 및 상기 확산 방지층 위에 제1질화갈륨계 반도체층을 포함한다. According to an embodiment, a nitride semiconductor device may include a silicon substrate; A buffer layer having an upper surface roughened on the silicon substrate; A diffusion barrier layer on a portion of the roughness of the buffer layer; And a first gallium nitride based semiconductor layer on the diffusion barrier layer.

실시 예에 따른 질화물 반도체 소자 제조방법은, 실리콘 기판 상에 제1질화 알루미늄층을 포함하는 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 제1질화알루미늄층 상에 비정질의 확산 방지층을 형성하는 단계; 및 상기 버퍼층 및 상기 확산 방지층 상에 제1질화갈륨계 반도체층을 형성하는 단계를 포함한다. According to an embodiment, a method of manufacturing a nitride semiconductor device may include forming a buffer layer including a first aluminum nitride layer on a silicon substrate; Forming an amorphous diffusion barrier layer on the first aluminum nitride layer; And forming a first gallium nitride based semiconductor layer on the buffer layer and the diffusion barrier layer.

실시 예에 따른 성장용 기판은, 실리콘 기판; 상기 실리콘 기판 상에 상면에 러프니스를 포함하는 버퍼층; 및 상기 러프니스의 일부에 확산방지층을 포함한다. Growth substrate according to the embodiment, a silicon substrate; A buffer layer including roughness on an upper surface of the silicon substrate; And a diffusion barrier layer on a portion of the roughness.

실시 예는 실리콘 기판과 질화 갈륨계 반도체층 사이의 결정 격자 부정합과 열 팽창 차이로 인해 발생되는 응력을 완화시켜 줄 수 있다.The embodiment can relieve stress caused by crystal lattice mismatch and thermal expansion difference between the silicon substrate and the gallium nitride based semiconductor layer.

실시 예는 실리콘 기판 위로 전파되는 전위와 같은 결정 결함을 효과적으로 차단하여, 반도체층의 결정 품질을 개선시켜 줄 수 있다.The embodiment can effectively block crystal defects such as dislocations propagating over the silicon substrate, thereby improving the crystal quality of the semiconductor layer.

실시 예는 크랙없는 성장용 기판을 제공할 수 있다.The embodiment can provide a substrate for crack growth.

실시 예는 질화물 반도체 소자 및 이를 구비한 패키지나 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.The embodiment can improve the reliability of the nitride semiconductor device and the package or lighting system including the same.

도 1은 실시 예에 따른 질화물 반도체 소자를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 버퍼층과 확산 방지층의 부분 확대도이다.
도 3 내지 도 7은 실시 예에 따른 질화물 반도체 소자의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1의 질화물 반도체 소자의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 12는 도 9의 발광 소자 패키지를 갖는 조명 시스템을 나타낸 도면이다.
1 illustrates a nitride semiconductor device according to an embodiment.
FIG. 2 is a partially enlarged view of the buffer layer and the diffusion barrier layer of FIG. 1.
3 to 7 illustrate a method of manufacturing the nitride semiconductor device according to the embodiment.
8 is a diagram illustrating another example of the nitride semiconductor device of FIG. 1.
9 is a view illustrating a light emitting device package having the light emitting device of FIG. 8.
10 to 12 illustrate a lighting system having the light emitting device package of FIG. 9.

실시 예의 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 "directly"와 "indirectly"의 의미를 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. In the description of an embodiment, each layer (film), region, pattern or structure is formed to be "on" or "under" the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. In the case described, "on" and "under" include both the meanings of "directly" and "indirectly". In addition, the criteria for above or below each layer will be described with reference to the drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
Hereinafter, exemplary embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.

도 1은 실시 예에 따른 질화물 반도체 소자를 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1의 버퍼층과 확산 방지층의 부분 확대도이다.1 is a view illustrating a nitride semiconductor device according to an embodiment, and FIG. 2 is a partially enlarged view of a buffer layer and a diffusion barrier layer of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 질화물 반도체 소자(100)는 기판(111), 버퍼층(113), 확산 방지층(115), 제1질화갈륨계 반도체층(117), 질화 알루미늄계 반도체층(119), 및 제2질화 갈륨계 반도체층(120)을 포함한다.1 and 2, the nitride semiconductor device 100 includes a substrate 111, a buffer layer 113, a diffusion barrier layer 115, a first gallium nitride based semiconductor layer 117, and an aluminum nitride based semiconductor layer 119. ), And the second gallium nitride based semiconductor layer 120.

상기 기판(111)은 실리콘 계열의 기판 예컨대, 실리콘 기판을 포함하며, 상기 실리콘 기판은 열팽창 계수 및 격자상수는 각각 3.7×10-6/K 및 3.8403Å이다. 상기 실리콘 기판 위에 형성된 질화갈륨층(GaN)의 열팽창 계수는 5.59×10-6/K이며, 격자상수는 3.1891Å이다. 이러한 실리콘 기판은 질화 갈륨층과 대비하여 약 53.6%의 열팽창 계수 차이와 16.9%의 격자 상수 차이를 갖는다. 그리고 실리콘과 질화 갈륨의 결정 구조는 각각 입방정계와 육방정계로서 기본적인 결정 구조도 서로 다르다. 따라서 실리콘 기판 위에 형성된 제2질화 갈륨계 반도체층(120) 내에는 약 1010/cm2의 밀도를 갖는 전위 결함이 존재하게 되고, 제2질화 갈륨계 반도체층(120)을 두껍게 형성할 경우 박막 내에 한계 이상의 응력이 발생되어 크랙(Crack)이 유발될 수 있다. 이러한 실리콘 기판(111)과 제2질화갈륨계 반도체층(120) 사이에 결정 결함을 방지하고 크랙 유발을 방지할 수 있는 버퍼 구조층(110)이 요구된다. 이하, 설명의 편의를 위해 상기 기판(111)은 실리콘 기판으로 설명하기로 한다.The substrate 111 includes a silicon-based substrate, for example, a silicon substrate, and the thermal expansion coefficient and lattice constant of the silicon substrate are 3.7 × 10 −6 / K and 3.8403 Å, respectively. The thermal expansion coefficient of the gallium nitride layer (GaN) formed on the silicon substrate is 5.59 × 10 −6 / K, and the lattice constant is 3.1891 Å. This silicon substrate has a difference in coefficient of thermal expansion of about 53.6% and a lattice constant of about 16.9% compared to the gallium nitride layer. The crystal structures of silicon and gallium nitride are cubic and hexagonal, respectively, and the basic crystal structures are different. Therefore, dislocation defects having a density of about 10 10 / cm 2 exist in the second gallium nitride based semiconductor layer 120 formed on the silicon substrate, and when the second gallium nitride based semiconductor layer 120 is formed thick, a thin film Stresses above the limit may be generated within the cracks. A buffer structure layer 110 is required between the silicon substrate 111 and the second gallium nitride based semiconductor layer 120 to prevent crystal defects and prevent cracking. Hereinafter, for convenience of description, the substrate 111 will be described as a silicon substrate.

실시 예는 상기 실리콘 기판(111) 위에는 버퍼층(113)이 형성되며, 상기 버퍼층(113)은 질화알루미늄계 반도체층 예컨대, AlN으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(113)은 상기 실리콘 기판(111)과 갈륨(즉, TMGa) 사이의 반응을 블록킹하는 블록킹 층으로 기능하여, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)에 포함된 Ga원자가 상기 실리콘 기판(111)으로 침투하여 멜트 백(melt back) 현상을 일으키는 것을 차단한다. In an embodiment, a buffer layer 113 is formed on the silicon substrate 111, and the buffer layer 113 may be formed of an aluminum nitride based semiconductor layer, for example, AlN. The buffer layer 113 functions as a blocking layer to block a reaction between the silicon substrate 111 and gallium (ie, TMGa), so that Ga atoms included in the first gallium nitride based semiconductor layer 117 are separated from the silicon substrate. Penetration into the (111) to block the melt back (melt back) phenomenon.

또한 상기 버퍼층(113)은 제1질화갈륨계 반도체층(117)과 상기 실리콘 기판(111) 간의 격자 상수 부정합으로 인해 발생되는 결정 결함을 감소시키고, 크랙 발생을 방지한다. 상기 버퍼층(113)은 30nm~200nm의 두께로 형성될 수 있다.In addition, the buffer layer 113 reduces crystal defects caused by lattice constant mismatch between the first gallium nitride based semiconductor layer 117 and the silicon substrate 111 and prevents crack generation. The buffer layer 113 may be formed to a thickness of 30nm ~ 200nm.

도 2와 같이, 상기 버퍼층(113)의 상면은 러프니스(114)로 형성되며, 상기 러프니스(114)는 오목부(A1)와 볼록부(A2)를 포함하며, 상기 오목부(A1) 및 볼록부(A2)는 불규칙한 형상 및 간격으로 형성된다. 종래에는 상기 러프니스(114)의 오목부(A1)는 상기 실리콘 기판(111)의 상면을 기준으로 다른 영역보다 더 얇은 두께(D1)로 형성되어, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)이 쉽게 침투할 수 있는 영역의 일부로서, 멜트 백에 취약한 문제가 있다. 상기 확산 방지층(115)은 상기 버퍼층(113)의 볼록부(A1) 즉, 버퍼층(113)의 상면 보다 낮은 영역에 형성됨으로써, 반도체층의 결정성은 개선시켜 줄 수 있다. 상기 볼록부(A2)는 골부, 철부 또는 리세스부로 정의될 수 있으며, 상기 오목부(A2)는 마루부, 요부 또는 홈부로 정의될 수 있다.As shown in FIG. 2, an upper surface of the buffer layer 113 is formed of roughness 114, and the roughness 114 includes a recess A1 and a convex A2, and the recess A1. And the convex part A2 is formed in an irregular shape and space | interval. Conventionally, the recess A1 of the roughness 114 is formed to have a thickness D1 thinner than other regions with respect to the upper surface of the silicon substrate 111 to form the first gallium nitride based semiconductor layer 117. As part of this easily penetrating area, there is a problem vulnerable to melt bags. The diffusion barrier layer 115 is formed in a region lower than the convex portion A1 of the buffer layer 113, that is, the upper surface of the buffer layer 113, thereby improving crystallinity of the semiconductor layer. The convex portion A2 may be defined as a valley portion, a convex portion or a recess portion, and the concave portion A2 may be defined as a floor portion, a recess portion or a groove portion.

실시 예는 상기 버퍼층(113)의 러프니스(114)의 일부 영역에 확산 방지층(115)을 형성하여, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)이 침투하는 것을 차단하게 된다. 상기 확산 방지층(115)은 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)과의 접합 영역에서 취약한 영역(A1)에서 마스크 역할을 한다. In an embodiment, the diffusion barrier layer 115 is formed in a portion of the roughness 114 of the buffer layer 113 to block the first gallium nitride based semiconductor layer 117 from penetrating. The diffusion barrier layer 115 serves as a mask in a region A1 that is vulnerable in a junction region with the first gallium nitride based semiconductor layer 117.

상기 확산 방지층(115)은 상기 버퍼층(113)의 두께보다 얇은 두께로 형성되며, 예컨대 0.5~10nm로 형성될 수 있다. 상기 확산 방지층(115)은 상기 버퍼층(113)의 러프니스(114)에서 오목부(A1) 상에 형성되어, 상기 오목부(A1)를 통해 제1질화갈륨계 반도체층(117)의 Ga 원소와 실리콘 기판(111)이 결합하는 것을 방지하게 된다. 상기 확산 방지층(115)의 비정질의 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대 질화물로서, SiN 재질을 포함한다. 상기 확산 방지층(115)은 산화물 재질을 포함하며, 예컨대 SiO2를 포함한다. 다른 예로서, 상기 확산 방지층(115)은 포토 레지스트(PR)로 형성될 수 있다.The diffusion barrier layer 115 may be formed to a thickness thinner than the thickness of the buffer layer 113, for example, 0.5 to 10 nm. The diffusion barrier layer 115 is formed on the recess A1 at the roughness 114 of the buffer layer 113, and the Ga element of the first gallium nitride based semiconductor layer 117 is formed through the recess A1. And the silicon substrate 111 may be prevented from coupling. The diffusion barrier layer 115 may be formed of an amorphous material. For example, the nitride may include a SiN material. The diffusion barrier layer 115 includes an oxide material, for example, SiO 2 . As another example, the diffusion barrier layer 115 may be formed of photoresist (PR).

상기 실리콘 기판(111), 상기 버퍼층(113), 및 상기 확산 방지층(115)은 성장용 기판으로 제공될 수 있으며, 상기 성장용 기판 상에는 질화물 반도체층 또는 ZnO층으로 형성된 활성층을 포함하는 발광 구조물이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이하, 설명의 편의를 위해 성장용 기판 상에 질화물 반도체층이 배치된 예를 설명하기로 한다.
The silicon substrate 111, the buffer layer 113, and the diffusion barrier layer 115 may be provided as a growth substrate, and a light emitting structure including an active layer formed of a nitride semiconductor layer or a ZnO layer may be formed on the growth substrate. It may be formed, but not limited thereto. Hereinafter, an example in which a nitride semiconductor layer is disposed on a growth substrate will be described for convenience of description.

상기 버퍼층(113)과 상기 확산 방지층(115) 상에는 제1질화갈륨계 반도체층(117)이 형성되며, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 GaN 또는 AlGaN을 포함한다. 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 상부에 형성되는 제2질화갈륨계 반도체층(120)의 결정 결함을 제어하여 제2질화갈륨계 반도체층(120)의 품질을 개선시켜 준다. 또한 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 하부의 실리콘 기판(111)에 근접하게 형성되어 있으므로, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)에 포함된 Ga원자가 상기 실리콘 기판(111)에 침투될 우려가 있다. 따라서, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)의 두께는 예컨대, 상기 Ga원자가 상기 실리콘 기판(111)에 침투를 야기하지 않을 정도의 두께로서, 예컨대 30~200nm로 형성될 수 있다. 실시 예는 버퍼층(113) 상에 확산 방지층(115)을 형성함으로써, Ga원자가 침투하는 것을 방지할 수 있어, 제1질화갈륨계 반도체층(117)의 두께를 30~600nm 정도로 더 두껍게 형성할 수 있고, 이러한 두께는 결정 결함을 더 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)의 상면은 플랫하거나 러프한 면으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.A first gallium nitride based semiconductor layer 117 is formed on the buffer layer 113 and the diffusion barrier layer 115, and the first gallium nitride based semiconductor layer 117 includes GaN or AlGaN. The first gallium nitride based semiconductor layer 117 improves the quality of the second gallium nitride based semiconductor layer 120 by controlling crystal defects of the second gallium nitride based semiconductor layer 120 formed thereon. In addition, since the first gallium nitride based semiconductor layer 117 is formed to be close to the lower silicon substrate 111, Ga atoms included in the first gallium nitride based semiconductor layer 117 may be formed on the silicon substrate 111. There is a risk of penetration. Accordingly, the thickness of the first gallium nitride based semiconductor layer 117 may be, for example, about 30 to 200 nm, such that the Ga atom does not cause penetration into the silicon substrate 111. According to the embodiment, by forming the diffusion barrier layer 115 on the buffer layer 113, Ga atoms can be prevented from penetrating, so that the thickness of the first gallium nitride based semiconductor layer 117 can be formed to a thickness of about 30 to 600 nm. This thickness can further improve crystal defects. An upper surface of the first gallium nitride based semiconductor layer 117 may be formed as a flat or rough surface, but is not limited thereto.

상기 질화알루미늄계 반도체층(119)은 상부에 형성되는 제2질화갈륨계 반도체층(120)의 결함 밀도를 직접적으로 제어하여 제2질화갈륨계 반도체층(120)의 품질을 결정하게 된다. 상기 제1질화알루미늄계 반도체층(119)은 제2질화갈륨계 반도체층(120)과의 멜트 백 현상을 감소시켜 주고, 제2질화갈륨계 반도체층(120)과 실리콘 기판(111) 간의 결정 격자 부정합과 열 팽창계수의 차이로 인해 발생되는 응력을 완화시켜 제2질화갈륨계 반도체층(120)에 크랙이 발생되는 것을 방지한다. 상기 질화알루미늄계 반도체층(119)은 30~200nm의 두께로 형성될 수 있으며, AlN을 포함한다.The aluminum nitride based semiconductor layer 119 directly controls the defect density of the second gallium nitride based semiconductor layer 120 formed thereon to determine the quality of the second gallium nitride based semiconductor layer 120. The first aluminum nitride-based semiconductor layer 119 reduces the melt back phenomenon with the second gallium nitride-based semiconductor layer 120, and determines the crystal between the second gallium nitride-based semiconductor layer 120 and the silicon substrate 111. The stress generated due to the difference between the lattice mismatch and the coefficient of thermal expansion is alleviated to prevent cracks in the second gallium nitride based semiconductor layer 120. The aluminum nitride based semiconductor layer 119 may be formed to have a thickness of 30 to 200 nm, and may include AlN.

상기 질화알루미늄계 반도체층(119) 위에 형성된 제2질화갈륨계 반도체층(120)은 언도프드(undoped) 반도체층 또는 제1도전형 반도체층으로 형성될 수 있으며, 상기 언도프드 반도체층은 GaN 계열의 반도체층으로서, 도펀트를 도핑하지 않더라도 n형 도펀트를 갖는 저 전도층으로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층은 n형 반도체층 또는 p형 반도체층을 포함한다.The second gallium nitride based semiconductor layer 120 formed on the aluminum nitride based semiconductor layer 119 may be formed of an undoped semiconductor layer or a first conductive semiconductor layer, and the undoped semiconductor layer may be a GaN based As a semiconductor layer of, it can be formed as a low conductive layer having an n-type dopant even without doping the dopant. The first conductive semiconductor layer includes an n-type semiconductor layer or a p-type semiconductor layer.

상기 실리콘 기판(111) 위에 형성된 버퍼층(113), 확산 방지층(115), 제1질화갈륨계 반도체층(117) 및 질화알루미늄계 반도체층(119)는 상기 실리콘 기판(111) 상에 형성될 발광 소자, 반도체 소자, 수광 소자의 화합물 반도체층을 위한 버퍼 구조층(120)로 사용될 수 있다.
The buffer layer 113, the diffusion barrier layer 115, the first gallium nitride based semiconductor layer 117, and the aluminum nitride based semiconductor layer 119 formed on the silicon substrate 111 may emit light to be formed on the silicon substrate 111. It may be used as the buffer structure layer 120 for the compound semiconductor layer of the device, semiconductor device, light receiving device.

도 3 내지 도 7은 실시 예에 따른 질화물 반도체 소자의 제조 과정을 나타낸 도면이다.3 to 7 are views illustrating a manufacturing process of the nitride semiconductor device according to the embodiment.

도 3을 참조하면, 실리콘 기판(111)은 성장 장비에 로딩되고, 그 위에 화합물 반도체를 이용하여 층 또는 패턴 형태로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the silicon substrate 111 may be loaded into growth equipment, and may be formed in a layer or pattern form using a compound semiconductor thereon.

상기 성장 장비는 전자빔 증착기, PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator) 스퍼터링(sputtering), MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) 등에 의해 형성할 수 있으며, 이러한 장비로 한정하지는 않는다. The growth equipment may be an electron beam evaporator, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma laser deposition (PLD), dual-type thermal evaporator sputtering, metal organic chemical vapor (MOCVD) deposition) and the like, and the like is not limited to such equipment.

상기 실리콘 기판(111)을 성장 장비 내에 로딩된 후, 1000 내지 1200℃의 고온에서 수소를 이용한 열 클리닝 공정을 실시한다. 그러고 나서, 열 클리닝 공정을 실시한 온도 조건에서 TMAl(TriMethlyAlluminum) 소스를 이용한 Al 코팅 공정을 실시하여 실리콘 기판(111) 상부 표면에 Al 코팅층(112)을 형성할 수 있다. Al 코팅층(112)을 형성하는 이유는, 후속하는 버퍼층 형성 공정에서 실리콘 기판(111) 상부 표면의 Si 원자와 NH3의 N 원자가 만나 반응하는 것을 막기 위한 것이다. After the silicon substrate 111 is loaded into the growth equipment, a thermal cleaning process using hydrogen is performed at a high temperature of 1000 to 1200 ° C. Subsequently, an Al coating layer 112 may be formed on the upper surface of the silicon substrate 111 by performing an Al coating process using a TriMethlyAlluminum (TMAl) source under the temperature condition where the thermal cleaning process is performed. The reason for forming the Al coating layer 112 is to prevent the Si atoms of the upper surface of the silicon substrate 111 from meeting with the N atoms of NH 3 in a subsequent buffer layer forming step.

도 4를 참조하면, 이후, 성장 온도를 1000 내지 1300℃의 온도 범위에서 수소 분위기하에서 상기 실리콘 기판(111)의 상부 표면으로 NH3를 흘려 Al 코팅층(112)과 NH3를 반응시킴으로써, AlN 버퍼층(113)을 형성한다. 상기 버퍼층(113)은 Al 코팅층(112)을 형성할 때의 온도 조건과 동일한 온도 조건에서 형성되므로, 버퍼 구조층 위에 형성될 제2질화 갈륨계 반도체층과 실리콘 기판(111)과의 열팽창 계수 차이로 인해 발생되는 응력을 완화시키는 역할을 한다. 한편 버퍼층(113)은 후속 공정에서 형성되는 제1질화 갈륨계 반도체층의 Ga 원자가 실리콘 기판(111)으로 침투하는 것을 방지할 수 있도록 30nm 내지 200nm의 두께로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 4, the AlN buffer layer is then reacted by flowing NH 3 to the upper surface of the silicon substrate 111 under a hydrogen atmosphere at a growth temperature of 1000 to 1300 ° C. to react the Al coating layer 112 with NH 3 . And form 113. Since the buffer layer 113 is formed under the same temperature condition as that of forming the Al coating layer 112, the difference in thermal expansion coefficient between the second gallium nitride based semiconductor layer and the silicon substrate 111 to be formed on the buffer structure layer. It serves to relieve the stress caused by. The buffer layer 113 may be formed to a thickness of 30 nm to 200 nm to prevent Ga atoms of the first gallium nitride based semiconductor layer formed in a subsequent process from penetrating into the silicon substrate 111.

상기 버퍼층(113)의 상면은 러프니스(114)로 형성되며, 상기 러프니스(114)는 오목부(A1)와 볼록부(A2)를 갖는 불규칙한 표면으로 형성된다. 이러한 러프니스(114)의 오목부(A1)는 멜트 백 현상에 취약한 부분이 될 수 있다. 이를 방지하기 위해 도 5와 같이 확산 방지층(115)이 형성된다.The upper surface of the buffer layer 113 is formed of roughness 114, and the roughness 114 is formed of an irregular surface having a concave portion A1 and a convex portion A2. The recess A1 of the roughness 114 may be a portion vulnerable to the melt back phenomenon. In order to prevent this, the diffusion barrier layer 115 is formed as shown in FIG. 5.

도 5를 참조하면, 상기 버퍼층(113) 상에는 확산 방지층(115)이 형성되며, 상기 확산 방지층(115)은 비정질의 질화물로 형성될 수 있으며, 예컨대 SiN로 형성된다. 상기 확산 방지층(115)은 1000 내지 1200℃의 온도 및 질소 또는/및 수소 분위기하에서 상기 실리콘 기판(111)의 상부 표면으로 NH3와 실란(SiH4) 가스를 흘려 줌으로써, SiN을 형성하게 된다. 상기 확산 방지층(115)은 상기 버퍼층(113)의 오목부(A1)에 소정 두께로 성장될 수 있으며, 그 두께는 0.5~10nm 정도를 포함한다. 상기 버퍼층(113)의 오목부(A1)에 확산 방지층(115)이 형성됨으로써, 제1질화갈륨계 반도체층과 실리콘 기판(111)이 접촉되는 것을 차단할 수 있다. 상기 확산 방지층(115)은 SiO2와 같은 산화물이나 포토레지스트로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5, a diffusion barrier layer 115 is formed on the buffer layer 113, and the diffusion barrier layer 115 may be formed of amorphous nitride, for example, SiN. The diffusion barrier layer 115 forms SiN by flowing NH 3 and silane (SiH 4 ) gas to the upper surface of the silicon substrate 111 at a temperature of 1000 to 1200 ° C. and a nitrogen or / and hydrogen atmosphere. The diffusion barrier layer 115 may be grown to a predetermined thickness in the recess A1 of the buffer layer 113, and the thickness may include about 0.5 nm to about 10 nm. As the diffusion barrier layer 115 is formed in the recess A1 of the buffer layer 113, the contact between the first gallium nitride based semiconductor layer and the silicon substrate 111 may be blocked. The diffusion barrier layer 115 may be formed of an oxide such as SiO 2 or a photoresist.

상기 확산 방지층(115)은 상기 버퍼층(113)의 볼록부(A1) 보다 낮은 영역에 형성됨으로써, 이후에 성장된 제1질화갈륨계 반도체층의 성장시 수평형 성장 방식(lateral over-growth)을 유도할 수 있어, 결정성을 개선시켜 줄 수 있다.
The diffusion barrier layer 115 is formed in a region lower than the convex portion A1 of the buffer layer 113, thereby forming a lateral over-growth when the first gallium nitride based semiconductor layer is grown. It can be induced to improve crystallinity.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 확산 방지층(115)이 형성되면, 상기 버퍼층(113) 및 확산 방지층(115)의 위에는 제1질화갈륨계 반도체층(117)이 형성되며, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 1000 내지 1300℃의 온도 및 수소 분위기하에서 TMGa(TriMethlyGalium) 및 NH3를 흘려 제1질화갈륨계 반도체층(117)을 형성한다. 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 상부에 형성되는 제2질화갈륨계 반도체층(120)의 결정 결함을 제어하여 제2질화 갈륨계 반도체층(120)의 품질을 향상시킨다. 한편 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 하부의 실리콘 기판(111)과 근접하지만, 상기 버퍼층(113)과 상기 확산 방지층(115)에 의해 블록킹되어 있어서, 그 두께를 멜트 백 현상이 일어나지 않는 범위로서, 30nm 내지 600nm의 두께로 형성할 수 있다. 이에 따라 제1질화갈륨계 반도체층(117)의 Ga 원자가 하부의 실리콘 기판(111)으로 침투되는 것을 방지할 수 있다.
6 and 7, when the diffusion barrier layer 115 is formed, a first gallium nitride based semiconductor layer 117 is formed on the buffer layer 113 and the diffusion barrier layer 115, and the first nitride is formed. The gallium-based semiconductor layer 117 forms a first gallium nitride-based semiconductor layer 117 by flowing TMGa (TriMethlyGalium) and NH 3 at a temperature of 1000 to 1300 ° C. and a hydrogen atmosphere. The first gallium nitride based semiconductor layer 117 improves the quality of the second gallium nitride based semiconductor layer 120 by controlling crystal defects of the second gallium nitride based semiconductor layer 120 formed thereon. On the other hand, the first gallium nitride based semiconductor layer 117 is close to the lower silicon substrate 111, but is blocked by the buffer layer 113 and the diffusion barrier layer 115, the thickness of the melt back phenomenon does not occur As a range which does not, it can form in thickness of 30 nm-600 nm. Accordingly, Ga atoms of the first gallium nitride based semiconductor layer 117 can be prevented from penetrating into the lower silicon substrate 111.

도 7과 같이, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)을 형성하고 난 후, 질화 알루미늄계 반도체층(119)을 형성할 수 있다. 상기 질화 알루미늄계 반도체층(119)은 AlN, AlGaN, 또는 AlGaN/AlN으로 형성될 수 있다. 상기 질화 알루미늄계 반도체층(119)의 상부 표면으로 TMAl 및 NH3를 흘려 상기 버퍼층(113)보다 두껍게 질화 알루미늄계 반도체층(119)을 형성하여 버퍼 구조층(110)을 완성한다.
As shown in FIG. 7, after forming the first gallium nitride based semiconductor layer 117, the aluminum nitride based semiconductor layer 119 may be formed. The aluminum nitride based semiconductor layer 119 may be formed of AlN, AlGaN, or AlGaN / AlN. TMAl and NH 3 flow through the upper surface of the aluminum nitride semiconductor layer 119 to form the aluminum nitride semiconductor layer 119 thicker than the buffer layer 113 to complete the buffer structure layer 110.

상기 질화 알루미늄계 반도체층(119)은 상부에 형성되는 제2질화 갈륨계 반도체층(120)의 결정 결함을 직접적으로 제어하여 제2질화 갈륨계 반도체층(120)의 품질을 결정한다. 또한 질화 알루미늄계 반도체층(119)은 상부에 형성되는 제2질화 갈륨계 반도체층(120)과 하부에 있는 실리콘 기판(111) 간의 결정격자 부정합과 열팽창 계수 차이로 인해 발생되는 응력을 완화시켜 제2질화 갈륨계 반도체층(120)에 크랙이 발생되는 것을 방지한다. 이러한 점을 감안하여, 상기 질화 알루미늄계 반도체층(119)은 수십 내지 100nm의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.The aluminum nitride based semiconductor layer 119 directly controls crystal defects of the second gallium nitride based semiconductor layer 120 formed thereon to determine the quality of the second gallium nitride based semiconductor layer 120. In addition, the aluminum nitride-based semiconductor layer 119 may relieve stress caused by a mismatch between crystal lattice mismatch and thermal expansion coefficient between the second gallium nitride-based semiconductor layer 120 formed on the upper side and the silicon substrate 111 on the lower side. Cracks are prevented from occurring in the gallium nitride based semiconductor layer 120. In view of this point, the aluminum nitride-based semiconductor layer 119 is preferably formed to a thickness of several tens to 100 nm.

상기 질화 알루미늄계 반도체층(119) 상에는 제2질화 갈륨계 반도체층(120)이 형성될 수 있다. 제2질화갈륨계 반도체층(120)은 언도프드(undoped) 반도체층 또는 제1도전형 반도체층으로 형성될 수 있으며, 상기 언도프드 반도체층은 GaN 계열의 반도체층으로서, 도펀트를 도핑하지 않더라도 n형 도펀트를 갖는 저 전도층으로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층은 n형 반도체층 또는 p형 반도체층을 포함한다.
The second gallium nitride based semiconductor layer 120 may be formed on the aluminum nitride based semiconductor layer 119. The second gallium nitride based semiconductor layer 120 may be formed of an undoped semiconductor layer or a first conductive semiconductor layer, and the undoped semiconductor layer is a GaN-based semiconductor layer, even though the dopant is not doped. It can be formed of a low conductive layer having a type dopant. The first conductive semiconductor layer includes an n-type semiconductor layer or a p-type semiconductor layer.

도 8는 도 1의 질화물 반도체 소자의 다른 예를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating another example of the nitride semiconductor device of FIG. 1.

도 8을 참조하면, 발광 소자(101)는 실리콘 기판(111), 버퍼 구조층(110), 제2질화 갈륨계 반도체층(120), 발광 구조물(127), 전극층(131), 제1전극(135) 및 제2전극(137)을 포함한다.Referring to FIG. 8, the light emitting device 101 includes a silicon substrate 111, a buffer structure layer 110, a second gallium nitride based semiconductor layer 120, a light emitting structure 127, an electrode layer 131, and a first electrode. And a second electrode 137.

상기 발광 구조물(127)은 제1도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2도전형 반도체층(125)을 포함한다. The light emitting structure 127 includes a first conductive semiconductor layer 121, an active layer 123, and a second conductive semiconductor layer 125.

상기 제1도전형 반도체층(121)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 화합물 반도체로 구현되며, 예컨대 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(121)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형의 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함한다. The first conductive semiconductor layer 121 is formed of a group III-V compound semiconductor doped with a first conductive dopant, for example, In x Al y Ga 1 -x- y N (0 x 1, 0 Y? 1, 0? X + y? 1). When the first conductive semiconductor layer 121 is an n-type semiconductor layer, the dopant of the first conductive type is an n-type dopant and includes Si, Ge, Sn, Se, and Te.

상기 제1도전형 반도체층(121)은 서로 다른 제1층과 제2층이 교대로 배치된 초격자 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제1층과 제2층의 두께는 수 A 이상으로 형성될 수 있다.The first conductive semiconductor layer 121 may be formed in a superlattice structure in which different first and second layers are alternately arranged, and the thickness of the first and second layers is formed to be several A or more. Can be.

상기 제1도전형 반도체층(121)과 상기 활성층(123) 사이에는 제1클래드층(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 제1클래드층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있다. 이러한 제1클래드층은 캐리어를 구속시켜 주는 역할을 한다. 다른 예로서, 상기 제1 클래드층(미도시)은 InGaN층 또는 InGaN/GaN 초격자 구조로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 상기 제1 클래드층은 n형 또는/및 p형 도펀트를 포함할 수 있으며, 예컨대 제1도전형 또는 저 전도성의 반도체층으로 형성될 수 있다.A first cladding layer (not shown) may be formed between the first conductive semiconductor layer 121 and the active layer 123, and the first cladding layer may be formed of a GaN-based semiconductor. The first cladding layer serves to restrain the carrier. As another example, the first cladding layer (not shown) may be formed of an InGaN layer or an InGaN / GaN superlattice structure, but is not limited thereto. The first cladding layer may include an n-type and / or p-type dopant, and may be formed of, for example, a first conductive type or low conductivity semiconductor layer.

상기 제1도전형 반도체층(121) 위에는 활성층(123)이 형성된다. 상기 활성층(123)은 단일 우물, 단일 양자 우물, 다중 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선, 양자 점 구조 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 활성층(123)은 우물층과 장벽층이 교대로 배치되며, 상기 우물층은 에너지 준위가 연속적인 우물층일 수 있다. 또한 상기 우물층은 에너지 준위가 양자화된 양자 우물(Quantum Well)일 수 있다. 상기의 우물층은 양자 우물층으로 정의될 수 있으며, 상기 장벽층은 양자 장벽층으로 정의될 수 있다. 상기 우물층과 상기 장벽층의 페어는 2~30주기로 형성될 수 있다. 상기 우물층은 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 장벽층은 상기 우물층의 밴드 갭보다 더 넓은 밴드 갭을 갖는 반도체층으로 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 우물층과 장벽층의 페어는 예컨대, InGaN/GaN, AlGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN 중 적어도 하나를 포함한다. An active layer 123 is formed on the first conductive semiconductor layer 121. The active layer 123 may be formed of at least one of a single well, a single quantum well, a multi well, a multi quantum well (MQW), a quantum line, and a quantum dot structure. The active layer 123 may be alternately disposed with a well layer and a barrier layer, and the well layer may be a well layer having a continuous energy level. In addition, the well layer may be a quantum well in which the energy level is quantized. The well layer may be defined as a quantum well layer, and the barrier layer may be defined as a quantum barrier layer. The pair of the well layer and the barrier layer may be formed in 2 to 30 cycles. The well layer is, for example, may be formed of a semiconductor material having a compositional formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1). The barrier layer is a semiconductor layer having a band gap wider than the band gap of the well layer. For example, In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + It can be formed from a semiconductor material having a compositional formula of y≤1). The pair of the well layer and the barrier layer includes, for example, at least one of InGaN / GaN, AlGaN / GaN, InGaN / AlGaN, InGaN / InGaN.

상기 활성층(123)은 자외선 대역부터 가시광선 대역의 파장 범위 내에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 420nm~450nm 범위의 피크 파장을 발광할 수 있다.The active layer 123 may selectively emit light in the wavelength range of the ultraviolet band to the visible light band, for example, may emit a peak wavelength in the range of 420nm to 450nm.

상기 활성층(123) 위에는 제2클래드층이 형성될 수 있으며, 상기 제2클래드층은 상기 활성층(123)의 장벽층의 밴드 갭보다 더 높은 밴드 갭을 가지며, III족-V족 화합물 반도체 예컨대, GaN 계 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN, InAlGaN 초격자 구조 등을 포함할 수 있다. 상기 제2 클래드층은 n형 또는/및 p형 도펀트를 포함할 수 있으며, 예컨대 제2도전형 또는 저 전도성의 반도체층으로 형성될 수 있다.A second cladding layer may be formed on the active layer 123, and the second cladding layer has a higher band gap than the band gap of the barrier layer of the active layer 123. It may be formed of a GaN-based semiconductor. For example, the second cladding layer may include GaN, AlGaN, InAlGaN, InAlGaN superlattice structure, or the like. The second clad layer may include an n-type and / or p-type dopant, and may be formed of, for example, a second conductive or low conductivity semiconductor layer.

상기 활성층(123) 위에는 제2도전형 반도체층(125)이 형성되며, 상기 제2도전형 반도체층(125)은 제2도전형의 도펀트를 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(125)은 III족-V족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등과 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나로 이루어질 수 있으며, 단층 또는 다층을 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(125)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다. A second conductive semiconductor layer 125 is formed on the active layer 123, and the second conductive semiconductor layer 125 includes a dopant of a second conductive type. The second conductive semiconductor layer 125 may be formed of at least one of a group III-V group compound semiconductor, for example, a compound semiconductor such as GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, etc., and may include a single layer or a multilayer. . When the second conductive semiconductor layer 125 is a p-type semiconductor layer, the second conductive dopant may be a p-type dopant and may include Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba.

발광 구조물(127)의 층들의 전도성 타입은 반대로 형성될 수 있으며, 예컨대 상기 제2도전형의 반도체층(125)은 n형 반도체층, 상기 제1도전형 반도체층(121)은 p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 또한 상기 제2도전형 반도체층(125) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제3도전형 반도체층인 n형 반도체층이 더 형성할 수도 있다. 상기 반도체 발광소자(101)는 상기 제1도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 상기 제2도전형 반도체층(123)을 발광 구조물(127)로 정의될 수 있으며, 상기 발광 구조물(127)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 적어도 한 구조를 포함할 수 있다. 상기 n-p 및 p-n 접합은 2개의 층 사이에 활성층이 배치되며, n-p-n 접합 또는 p-n-p 접합은 3개의 층 사이에 적어도 하나의 활성층을 포함하게 된다.The conductive types of the layers of the light emitting structure 127 may be formed to be opposite to each other. For example, the second conductive semiconductor layer 125 may be an n-type semiconductor layer, and the first conductive semiconductor layer 121 may be a p-type semiconductor layer. It can be implemented as. In addition, an n-type semiconductor layer, which is a third conductive semiconductor layer having a polarity opposite to that of the second conductive type, may be further formed on the second conductive semiconductor layer 125. The semiconductor light emitting device 101 may define the first conductive semiconductor layer 121, the active layer 123, and the second conductive semiconductor layer 123 as a light emitting structure 127. 127) may include at least one of an np junction structure, a pn junction structure, an npn junction structure, and a pnp junction structure. In the n-p and p-n junctions, an active layer is disposed between two layers, and an n-p-n junction or a p-n-p junction includes at least one active layer between three layers.

상기 발광 구조물(127) 위에 전극층(131) 및 제2전극(137)이 형성되며, 상기 제1도전형 반도체층(121) 위에 제1전극(135)이 형성된다.An electrode layer 131 and a second electrode 137 are formed on the light emitting structure 127, and a first electrode 135 is formed on the first conductive semiconductor layer 121.

상기 전극층(131)은 전류 확산층으로서, 투과성 및 전기 전도성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 상기 전극층(131)은 화합물 반도체층의 굴절률보다 낮은 굴절률로 형성될 수 있다. The electrode layer 131 is a current spreading layer and may be formed of a material having transparency and electrical conductivity. The electrode layer 131 may be formed at a refractive index lower than that of the compound semiconductor layer.

상기 전극층(131)은 제2도전형 반도체층(125)의 상면에 형성되며, 그 물질은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), ZnO, IrOx, RuOx, NiO 등 중에서 선택되며, 적어도 한 층으로 형성될 수 있다. 상기 전극층(131)은 반사 전극층으로 형성될 수 있으며, 그 물질은 예컨대, Al, Ag, Pd, Rh, Pt, Ir 및 이들 중 2이상의 합금 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. The electrode layer 131 is formed on an upper surface of the second conductive semiconductor layer 125, and the material is indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), or indium aluminum zinc oxide (IGZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), indium gallium tin oxide (IGTO), aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), gallium zinc oxide (GZO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, etc. Selected, and may be formed of at least one layer. The electrode layer 131 may be formed as a reflective electrode layer, and the material may be selectively formed among, for example, Al, Ag, Pd, Rh, Pt, Ir, and two or more alloys thereof.

상기 제2전극(137)은 상기 제2도전형 반도체층(125) 및/또는 상기 전극층(131) 위에 형성될 수 있으며, 전극 패드를 포함할 수 있다. 상기 제2전극(137)은 암(arm) 구조 또는 핑거(finger) 구조의 전류 확산 패턴이 더 형성될 수 있다. 상기 제2전극(137)은 오믹 접촉, 접착층, 본딩층의 특성을 갖는 금속으로 비 투광성으로 이루어질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The second electrode 137 may be formed on the second conductive semiconductor layer 125 and / or the electrode layer 131, and may include an electrode pad. The second electrode 137 may further include a current diffusion pattern having an arm structure or a finger structure. The second electrode 137 may be made of a non-transmissive metal having a characteristic of an ohmic contact, an adhesive layer, and a bonding layer, but is not limited thereto.

상기 제1도전형 반도체층(121)의 일부에는 제1전극(135)이 형성된다. 상기 제1전극(135)과 상기 제2전극(137)은 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1전극(135)는 비아 구조를 통해 상기 실리콘 기판(111)의 내부를 통해 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.A first electrode 135 is formed on a portion of the first conductive semiconductor layer 121. The first electrode 135 and the second electrode 137 are Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag, Au, and their It can be chosen from the optional alloys. The first electrode 135 may be connected through the inside of the silicon substrate 111 through a via structure, but is not limited thereto.

상기 발광 소자(101)의 표면에 절연층이 더 형성될 수 있으며, 상기 절연층은 발광 구조물(127)의 층간 쇼트(short)를 방지하고, 습기 침투를 방지할 수 있다.
An insulating layer may be further formed on the surface of the light emitting device 101, and the insulating layer may prevent an interlayer short of the light emitting structure 127 and prevent moisture penetration.

도 9는 도 8의 발광 소자를 갖는 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다. 9 is a view illustrating a light emitting device package having the light emitting device of FIG. 8.

도 9를 참조하면, 발광소자 패키지(200)는 몸체(210)와, 상기 몸체(210)에 적어도 일부가 배치된 제1 리드전극(211) 및 제2 리드전극(212)과, 상기 몸체(210) 상에 상기 제1 리드전극(211) 및 제2 리드전극(212)과 전기적으로 연결되는 상기 발광 소자(101)와, 상기 몸체(210) 상에 상기 발광 소자(101)를 포위하는 몰딩부재(220)를 포함한다.Referring to FIG. 9, the light emitting device package 200 may include a body 210, a first lead electrode 211 and a second lead electrode 212 at least partially disposed on the body 210, and the body ( The light emitting device 101 electrically connected to the first lead electrode 211 and the second lead electrode 212 on the 210 and a molding surrounding the light emitting device 101 on the body 210. The member 220 is included.

상기 몸체(210)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 몸체(210)는 위에서 볼 때 내부에 캐비티(cavity) 및 그 둘레에 경사면을 갖는 반사부(215)를 포함한다. The body 210 may include a silicon material, a synthetic resin material, or a metal material. The body 210 includes a reflector 215 having a cavity therein and an inclined surface around the cavity 210 when viewed from above.

상기 제1 리드전극(211) 및 상기 제2 리드전극(212)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 몸체(210) 내부를 관통하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 리드전극(211) 및 상기 제2 리드전극(212)은 일부는 상기 캐비티 내부에 배치되고, 다른 부분은 상기 몸체(210)의 외부에 배치될 수 있다. The first lead electrode 211 and the second lead electrode 212 are electrically separated from each other, and may be formed to penetrate the inside of the body 210. That is, some of the first lead electrode 211 and the second lead electrode 212 may be disposed inside the cavity, and the other part may be disposed outside the body 210.

상기 제1 리드전극(211) 및 제2 리드전극(212)은 상기 발광 소자(101)에 전원을 공급하고, 상기 발광 소자(101)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(101)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 기능을 할 수도 있다.The first lead electrode 211 and the second lead electrode 212 may supply power to the light emitting device 101, and may reflect light generated from the light emitting device 101 to increase light efficiency. It may also function to discharge the heat generated by the light emitting device 101 to the outside.

상기 발광 소자(101)는 상기 몸체(210) 상에 설치되거나 상기 제1 리드전극(211) 또는/및 제2 리드전극(212) 상에 설치될 수 있다.The light emitting device 101 may be installed on the body 210 or on the first lead electrode 211 or / and the second lead electrode 212.

상기 발광 소자(101)의 와이어(216)는 상기 제1 리드전극(211) 또는 제2 리드전극(212) 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. The wire 216 of the light emitting device 101 may be electrically connected to either the first lead electrode 211 or the second lead electrode 212, but is not limited thereto.

상기 몰딩부재(220)는 상기 발광 소자(101)를 포위하여 상기 발광 소자(101)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(220)에는 형광체가 포함되고, 이러한 형광체에 의해 상기 발광 소자(101)에서 방출된 광의 파장이 변화될 수 있다.
The molding member 220 may surround the light emitting device 101 to protect the light emitting device 101. In addition, the molding member 220 may include a phosphor, and the wavelength of light emitted from the light emitting device 101 may be changed by the phosphor.

실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자 또는 발광 소자 패키지가 어레이된 구조를 포함하며, 도 10 및 도 11에 도시된 표시 장치, 도 12에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.The light emitting device or the light emitting device package according to the embodiment can be applied to the illumination system. The lighting system includes a structure in which a plurality of light emitting devices or light emitting device packages are arranged, and includes a display device as shown in FIGS. 10 and 11 and a lighting device as shown in FIG. 12. Etc. may be included.

도 10은 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 10 is an exploded perspective view of a display device according to an embodiment.

도 10을 참조하면, 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 발광 모듈(1031)와, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 발광 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 10, the display apparatus 1000 includes a light guide plate 1041, a light emitting module 1031 providing light to the light guide plate 1041, a reflective member 1022 under the light guide plate 1041, and A bottom cover 1011 that houses an optical sheet 1051 on the light guide plate 1041, a display panel 1061 on the optical sheet 1051, the light guide plate 1041, a light emitting module 1031, and a reflective member 1022. ), But is not limited thereto.

상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.The bottom cover 1011, the reflective sheet 1022, the light guide plate 1041, and the optical sheet 1051 can be defined as a light unit 1050.

상기 도광판(1041)은 상기 발광 모듈(1031)로부터 제공된 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다. The light guide plate 1041 serves to diffuse the light provided from the light emitting module 1031 to make a surface light source. The light guide plate 1041 is made of a transparent material, for example, acrylic resin-based such as polymethyl metaacrylate (PMMA), polyethylene terephthlate (PET), polycarbonate (PC), cycloolefin copolymer (COC), and polyethylene naphthalate (PEN). It may include one of the resins.

상기 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 배치되어 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.The light emitting module 1031 is disposed on at least one side of the light guide plate 1041 to provide light to at least one side of the light guide plate 1041, and ultimately serves as a light source of the display device.

상기 발광모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 발광 모듈(1031)은 보드(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)를 포함하며, 상기 발광 소자 패키지(200)는 상기 보드(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. 상기 보드는 인쇄회로기판(printed circuit board)일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다. 또한 상기 보드(1033)은 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자 패키지(200)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 보드(1033)은 제거될 수 있다. 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다. 따라서, 발광 소자 패키지(200)에서 발생된 열은 방열 플레이트를 경유하여 바텀 커버(1011)로 방출될 수 있다.The light emitting module 1031 may include at least one, and may provide light directly or indirectly at one side of the light guide plate 1041. The light emitting module 1031 may include a board 1033 and a light emitting device package 200 according to the above-described embodiment, and the light emitting device package 200 may be arranged on the board 1033 at predetermined intervals. have. The board may be a printed circuit board, but is not limited thereto. In addition, the board 1033 may include a metal core PCB (MCPCB, Metal Core PCB), flexible PCB (FPCB, Flexible PCB) and the like, but is not limited thereto. When the light emitting device package 200 is mounted on the side surface of the bottom cover 1011 or the heat dissipation plate, the board 1033 may be removed. A part of the heat radiation plate may be in contact with the upper surface of the bottom cover 1011. Therefore, heat generated in the light emitting device package 200 may be discharged to the bottom cover 1011 via the heat dissipation plate.

상기 복수의 발광 소자 패키지(200)는 상기 보드(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자 패키지(200)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The plurality of light emitting device packages 200 may be mounted on the board 1033 such that an emission surface on which light is emitted is spaced apart from the light guide plate 1041 by a predetermined distance, but is not limited thereto. The light emitting device package 200 may directly or indirectly provide light to a light incident portion, which is one side of the light guide plate 1041, but is not limited thereto.

상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 상기 표시 패널(1061)로 공급함으로써, 상기 표시 패널(1061)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The reflective member 1022 may be disposed under the light guide plate 1041. The reflective member 1022 reflects the light incident on the lower surface of the light guide plate 1041 and supplies the reflected light to the display panel 1061 to improve the brightness of the display panel 1061. The reflective member 1022 may be formed of, for example, PET, PC, or PVC resin, but is not limited thereto. The reflective member 1022 may be an upper surface of the bottom cover 1011, but is not limited thereto.

상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 발광모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버(미도시)와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The bottom cover 1011 may house the light guide plate 1041, the light emitting module 1031, the reflective member 1022, and the like. To this end, the bottom cover 1011 may be provided with a housing portion 1012 having a box-like shape with an opened upper surface, but the present invention is not limited thereto. The bottom cover 1011 may be coupled to a top cover (not shown), but is not limited thereto.

상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The bottom cover 1011 may be formed of a metal material or a resin material, and may be manufactured using a process such as press molding or extrusion molding. In addition, the bottom cover 1011 may include a metal or a non-metal material having good thermal conductivity, but the present invention is not limited thereto.

상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 상기 발광 모듈(1031)로부터 제공된 광을 투과 또는 차단시켜 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비전과 같은 영상 표시 장치에 적용될 수 있다. The display panel 1061 is, for example, an LCD panel, and includes a first and second substrates of transparent materials facing each other, and a liquid crystal layer interposed between the first and second substrates. A polarizing plate may be attached to at least one surface of the display panel 1061, but the present invention is not limited thereto. The display panel 1061 displays information by transmitting or blocking light provided from the light emitting module 1031. The display device 1000 can be applied to video display devices such as portable terminals, monitors of notebook computers, monitors of laptop computers, and televisions.

상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장 이상의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트(diffusion sheet), 수평 및 수직 프리즘 시트(horizontal/vertical prism sheet), 및 휘도 강화 시트(brightness enhanced sheet) 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1061)로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The optical sheet 1051 is disposed between the display panel 1061 and the light guide plate 1041 and includes at least one light-transmitting sheet. The optical sheet 1051 may include at least one of a sheet such as a diffusion sheet, a horizontal / vertical prism sheet, a brightness enhanced sheet, and the like. The diffusion sheet diffuses incident light, and the horizontal and / or vertical prism sheet concentrates incident light on the display panel 1061. The brightness enhancing sheet reuses the lost light to improve the brightness I will. A protective sheet may be disposed on the display panel 1061, but the present invention is not limited thereto.

상기 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
The light guide plate 1041 and the optical sheet 1051 may be included as an optical member on the optical path of the light emitting module 1031, but are not limited thereto.

도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다. 11 is a diagram illustrating a display device having a light emitting device package according to an exemplary embodiment.

도 11을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자 패키지(200)가 어레이된 보드(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다. Referring to FIG. 11, the display device 1100 includes a bottom cover 1152, a board 1120 on which the light emitting device package 200 disclosed above is arranged, an optical member 1154, and a display panel 1155. .

상기 보드(1120)과 상기 발광 소자 패키지(200)는 발광 모듈(1060)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 발광 모듈(1060), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(미도시)으로 정의될 수 있다. The board 1120 and the light emitting device package 200 may be defined as a light emitting module 1060. The bottom cover 1152, at least one light emitting module 1060, and the optical member 1154 may be defined as a light unit (not shown).

상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The bottom cover 1152 may include an accommodating part 1153, but is not limited thereto.

상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1155)으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. The optical member 1154 may include at least one of a lens, a light guide plate, a diffusion sheet, a horizontal and vertical prism sheet, and a brightness enhancement sheet. The light guide plate may be made of a PC material or a poly methy methacrylate (PMMA) material, and the light guide plate may be removed. The diffusion sheet diffuses the incident light, and the horizontal and vertical prism sheets condense the incident light onto the display panel 1155. The brightness enhancing sheet reuses the lost light to improve the brightness .

상기 광학 부재(1154)는 상기 발광 모듈(1060) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
The optical member 1154 is disposed on the light emitting module 1060, and performs surface light source, diffusion, condensing, etc. of the light emitted from the light emitting module 1060.

도 12는 실시 예에 따른 조명 장치의 사시도이다.12 is a perspective view of a lighting apparatus according to an embodiment.

도 12를 참조하면, 조명 장치(1500)는 케이스(1510)와, 상기 케이스(1510)에 설치된 발광모듈(1530)과, 상기 케이스(1510)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1520)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the lighting device 1500 includes a case 1510, a light emitting module 1530 installed in the case 1510, and a connection terminal installed in the case 1510 and receiving power from an external power source. 1520).

상기 케이스(1510)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.The case 1510 may be formed of a material having good heat dissipation, for example, may be formed of a metal material or a resin material.

상기 발광 모듈(1530)은 보드(1532)과, 상기 보드(1532)에 탑재되는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(200)는 복수개가 매트릭스 형태 또는 소정 간격으로 이격되어 어레이될 수 있다. The light emitting module 1530 may include a board 1532 and a light emitting device package 200 according to an embodiment mounted on the board 1532. The plurality of light emitting device packages 200 may be arranged in a matrix form or spaced apart at predetermined intervals.

상기 보드(1532)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판 등을 포함할 수 있다. The board 1532 may be a circuit pattern printed on an insulator, and for example, a general printed circuit board (PCB), a metal core PCB, a flexible PCB, a ceramic PCB, FR-4 substrates and the like.

또한, 상기 보드(1532)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등의 코팅층될 수 있다.In addition, the board 1532 may be formed of a material that reflects light efficiently, or a surface may be coated with a color such as white, silver, etc., in which the light is efficiently reflected.

상기 보드(1532) 상에는 적어도 하나의 발광 소자 패키지(200)가 탑재될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(200) 각각은 적어도 하나의 LED(LED: Light Emitting Diode) 칩을 포함할 수 있다. 상기 LED 칩은 적색, 녹색, 청색 또는 백색 등과 같은 가시 광선 대역의 발광 다이오드 또는 자외선(UV, Ultra Violet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.At least one light emitting device package 200 may be mounted on the board 1532. Each of the light emitting device packages 200 may include at least one light emitting diode (LED) chip. The LED chip may include a light emitting diode in a visible light band such as red, green, blue, or white, or a UV light emitting diode emitting ultraviolet (UV) light.

상기 발광모듈(1530)은 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 소자 패키지(200)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.The light emitting module 1530 may be arranged to have a combination of various light emitting device packages 200 to obtain color and luminance. For example, a white light emitting diode, a red light emitting diode, and a green light emitting diode may be combined to secure high color rendering (CRI).

상기 연결 단자(1520)는 상기 발광모듈(1530)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 상기 연결 단자(1520)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1520)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
The connection terminal 1520 may be electrically connected to the light emitting module 1530 to supply power. The connection terminal 1520 is inserted into and coupled to an external power source in a socket manner, but is not limited thereto. For example, the connection terminal 1520 may be formed in a pin shape and inserted into an external power source, or may be connected to the external power source by a wire.

이상에서 실시 예들에 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.

111: 기판 113: 버퍼층
115: 확산 방지층 117: 제1질화 갈륨계 반도체층
119:질화 알루미늄계 반도체층 120: 제2질화 갈륨계 반도체층
111: substrate 113: buffer layer
115: diffusion barrier layer 117: first gallium nitride based semiconductor layer
119: aluminum nitride-based semiconductor layer 120: second gallium nitride-based semiconductor layer

Claims (17)

실리콘 기판;
상기 실리콘 기판 위에, 상면이 러프니스로 형성된 버퍼층;
상기 버퍼층의 러프니스의 일부에 확산 방지층; 및
상기 확산 방지층 위에 제1질화갈륨계 반도체층을 포함하는 질화물 반도체 소자.
A silicon substrate;
A buffer layer having an upper surface roughened on the silicon substrate;
A diffusion barrier layer on a portion of the roughness of the buffer layer; And
A nitride semiconductor device comprising a first gallium nitride-based semiconductor layer on the diffusion barrier layer.
제1항에 있어서, 상기 버퍼층은 AlN을 포함하는 질화물 반도체 소자.The nitride semiconductor device of claim 1, wherein the buffer layer comprises AlN. 제2항에 있어서, 상기 확산 방지층은 상기 버퍼층의 상부에 형성된 러프니스에 형성되는 질화물 반도체 소자.The nitride semiconductor device of claim 2, wherein the diffusion barrier layer is formed on a roughness formed on the buffer layer. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 확산 방지층은 비정질의 질화물 또는 산화물을 포함하는 질화물 반도체 소자.The nitride semiconductor device of claim 1, wherein the diffusion barrier layer comprises amorphous nitride or oxide. 제4항에 있어서, 상기 확산 방지층은 SiN을 포함하는 질화물 반도체 소자.The nitride semiconductor device of claim 4, wherein the diffusion barrier layer comprises SiN. 제5항에 있어서, 상기 버퍼층의 두께는 30nm~200nm 범위를 포함하는 질화물 반도체 소자.The nitride semiconductor device of claim 5, wherein the buffer layer has a thickness in a range of 30 nm to 200 nm. 제4항에 있어서, 상기 확산 방지층의 두께는 상기 버퍼층의 두께보다 얇은 두께로 형성되는 질화물 반도체 소자.The nitride semiconductor device of claim 4, wherein the diffusion barrier layer has a thickness thinner than that of the buffer layer. 제4항에 있어서, 상기 확산 방지층은 상기 버퍼층의 러프니스의 오목부에 상기 버퍼층의 상면보다 낮게 형성되는 질화물 반도체 소자.The nitride semiconductor device of claim 4, wherein the diffusion barrier layer is formed to be lower than an upper surface of the buffer layer in a recess of the roughness of the buffer layer. 제5항에 있어서, 상기 확산 방지층의 두께는 0.5~10nm인 질화물 반도체 소자.The nitride semiconductor device of claim 5, wherein the diffusion barrier layer has a thickness of 0.5 to 10 nm. 제4항에 있어서, 상기 제1질화 갈륨계 반도체층 상에 질화 알루미륨계 반도체층; 및 상기 질화 알루미늄계 반도체층 상에 제2질화 갈륨계 반도체층을 포함하는 질화물 반도체 소자.The semiconductor device of claim 4, further comprising: an aluminum nitride-based semiconductor layer on the first gallium nitride-based semiconductor layer; And a second gallium nitride based semiconductor layer on the aluminum nitride based semiconductor layer. 제10항에 있어서, 상기 제2질화갈륨계 반도체층 상에 n-p접합, p-n접합, p-n-p접합, 및 n-p-n 접합 중 적어도 하나의 화합물 반도체층의 적층 구조를 포함하는 질화물 반도체 소자.The nitride semiconductor device of claim 10, comprising a stacked structure of at least one compound semiconductor layer of an n-p junction, a p-n junction, a p-n-p junction, and an n-p-n junction on the second gallium nitride based semiconductor layer. 실리콘 기판 상에 제1질화 알루미늄층을 포함하는 버퍼층을 형성하는 단계;
상기 제1질화 알루미늄층 상에 비정질의 확산 방지층을 형성하는 단계; 및
상기 버퍼층 및 상기 확산 방지층 상에 제1질화갈륨계 반도체층을 형성하는 단계를 포함하는 질화물 반도체 소자 제조방법.
Forming a buffer layer comprising a first layer of aluminum nitride on a silicon substrate;
Forming an amorphous diffusion barrier layer on the first aluminum nitride layer; And
Forming a first gallium nitride based semiconductor layer on the buffer layer and the diffusion barrier layer.
제12항에 있어서, 상기 확산 방지층은 상기 버퍼층의 러프니스 상에 SiN으로 형성되는 질화물 반도체 소자 제조방법.The method of claim 12, wherein the diffusion barrier layer is formed of SiN on the roughness of the buffer layer. 실리콘 기판;
상기 실리콘 기판 상에 상면에 러프니스를 포함하는 버퍼층; 및
상기 러프니스의 일부에 확산방지층을 포함하는 성장용 기판.
A silicon substrate;
A buffer layer including roughness on an upper surface of the silicon substrate; And
A growth substrate comprising a diffusion barrier layer on a portion of the roughness.
제14항에 있어서,
상기 버퍼층은 AlN을 포함하는 성장용 기판.
15. The method of claim 14,
The buffer layer is a growth substrate containing AlN.
제15항에 있어서,
상기 러프니스는 볼록부와 오목부를 포함하고,
상기 확산방지층은 상기 오목부를 채우도록 형성되는 성장용 기판.
16. The method of claim 15,
The roughness includes a convex portion and a concave portion,
The diffusion barrier layer is formed to fill the recess.
제16항에 있어서,
상기 확산 방지층은 SiN을 포함하는 성장용 기판.
17. The method of claim 16,
The diffusion barrier layer is a growth substrate containing SiN.
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