KR20130029657A - Light emitting device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A light emitting device is provided to reduce the deformity of GaN by forming SixAlyN1-x-y in a first conductive semiconductor layer. CONSTITUTION: A light emitting structure includes a first conductive semiconductor layer(142a), a second conductive semiconductor layer, and an active layer. The active layer is arranged between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer. The light emitting structure includes GaN. A protrusion part is arranged in an interlayer.

Description

발광소자{Light emitting device}[0001]

실시예는 발광소자에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting element.

반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.BACKGROUND ART Light emitting devices such as a light emitting diode (LD) or a laser diode using semiconductor materials of Group 3-5 or 2-6 group semiconductors are widely used for various colors such as red, green, blue, and ultraviolet And it is possible to realize white light rays with high efficiency by using fluorescent materials or colors, and it is possible to realize low energy consumption, semi-permanent life time, quick response speed, safety and environment friendliness compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps .

따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.Therefore, a transmission module of the optical communication means, a light emitting diode backlight replacing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of an LCD (Liquid Crystal Display) display device, a white light emitting element capable of replacing a fluorescent lamp or an incandescent lamp Diode lighting, automotive headlights, and traffic lights.

질화물 반도체 발광소자에는 GaN 등과 같은 질화물 반도체 물질과 결정구조가 동일하면서 격자 정합을 이루는 기판이 존재하지 않고, 절연성 기판인 사파이어 기판이 사용된다. 사파이어 기판과 사파이어 기판 상에 성장되는 GaN층 간에는 격자 상수 및 열팽창 계수의 차이가 발생하게 되어 격자 부정합이 발생하여 GaN층에 많은 결정 결함이 존재하게 된다.In the nitride semiconductor light emitting device, a substrate having a crystal structure identical to that of a nitride semiconductor material such as GaN or the like and having no lattice match is used, and a sapphire substrate which is an insulating substrate is used. Differences in lattice constants and coefficients of thermal expansion occur between the GaN layer grown on the sapphire substrate and the sapphire substrate, resulting in lattice mismatch and many crystal defects in the GaN layer.

결정 결함은 소자의 누설전류를 증가시키고 외부 정전기가 들어왔을 경우 많은 결정 결함을 가지고 있는 발광소자의 활성층이 강한 필드에 의해서 파괴되게 된다.Crystal defects increase the leakage current of the device and when an external static electricity enters, the active layer of the light emitting device having many crystal defects is destroyed by a strong field.

일반적으로 GaN 박막에는 1010~1012/cm2 정도의 결정 결함(관통 결함)이 존재하는 것으로 알려져 있다. 이러한 결정 결함을 많이 내포하는 질화물 반도체 발광소자는 전기적 충격에 매우 취약하여 정전기나 낙뢰에 의하여 발광소자가 손상될 수 있다.Generally, GaN thin films are known to have crystal defects (penetration defects) of the order of 10 10 to 10 12 / cm 2 . The nitride semiconductor light emitting device containing many of these crystal defects is very vulnerable to electric shock, and the light emitting device may be damaged by static electricity or lightning.

실시예는 발광소자의 GaN 내에서의 결정 결함을 줄이고자 한다.The embodiment seeks to reduce crystal defects in GaN of the light emitting device.

실시예는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하고, a면으로 성장된 GaN을 포함하는 발광구조물; 상기 발광구조물과 인접하여 배치되고, 상기 제1도전형 반도체층 또는 언도프드 반도체층으로 형성되는 인터레이어(interlayer); 및 상기 인터레이어 내에 배치되는 복수의 돌출부;를 포함하는 발광소자를 제공한다.The embodiment includes a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer and includes GaN grown to a surface. Light emitting structure; An interlayer disposed adjacent to the light emitting structure and formed of the first conductive semiconductor layer or the undoped semiconductor layer; And a plurality of protrusions disposed in the interlayer.

돌출부는 적어도 하나 이상의 곡률을 갖는 경사면을 포함할 수 있다.The protrusion may comprise an inclined surface having at least one curvature.

인터레이어 내의 돌출부는 상기 발광 구조물을 형성하는 a면 GaN 상에 드롭(drop)된 액체 상태의 SixAl1 -x 또는 SixAu1 - x 를 질화시켜 형성된 고체 상태의 SixAlyN1-x-y 또는 SixAuyN1 -x-y를 포함할 수 있다.The protrusions in the interlayer are solid state Si x Al y N 1 formed by nitriding a liquid state Si x Al 1 -x or Si x Au 1 - x dropped on a plane GaN forming the light emitting structure. -xy or Si x Au y N 1 -xy .

액체 상태의 SixAl1 -x 또는 SixAu1 -x는 유테틱 온도 이상에서 드롭될 수 있다.Si x Al 1- x or Si x Au 1- x in the liquid state may be dropped above the eutectic temperature.

액체 상태의 SixAl1 -x 또는 SixAu1 -x의 질화 또는 상기 발광 구조물의 성장은 1100°C 이하에서 수행될 수 있다.Nitriding of Si x Al 1- x or Si x Au 1- x in a liquid state or growth of the light emitting structure may be performed at 1100 ° C. or less.

돌출부는 나노 미터 스케일(scale) 내지 마이크로 미터 스케일일 수 있다.The protrusions can be on the nanometer scale to the micrometer scale.

발광소자는 기판 및, 상기 기판과 제1 도전형 반도체층 사이에 배치된 버퍼층을 더 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층 내에서 상기 버퍼층과의 경계면으로부터 상기 돌출부 사이에 결정 결함이 형성될 수 있다.The light emitting device may further include a substrate and a buffer layer disposed between the substrate and the first conductive semiconductor layer, wherein crystal defects may be formed between the protrusions and the boundary surface of the first conductive semiconductor layer from an interface with the buffer layer. have.

기판은 R-면 사파이어 기판일 수 있다.The substrate may be an R-plane sapphire substrate.

제1 도전형 반도체층 내에서 상기 언도프드 반도체층과의 경계면으로부터 상기 돌출부 사이에 결정 결함이 형성될 수 있다.In the first conductivity type semiconductor layer, crystal defects may be formed between the protrusions and the interface with the undoped semiconductor layer.

돌출부는 상기 제1 도전형 반도체층의 표면으로부터 이격되어 배치될 수 있다.The protrusion may be spaced apart from the surface of the first conductivity type semiconductor layer.

돌출부는 상기 언도프드 반도체층의 표면으로부터 이격되어 배치될 수 있다.The protrusion may be spaced apart from the surface of the undoped semiconductor layer.

실시예에 따른 발광소자 및 그 제조방법은 사파이어 기판에서 결함 밀도가 높은 R-면(plane) 위에 SixAlyN1 -x-y를 선택적으로 배치하고, SixAlyN1 -x-y가 결함의 성장 저지층 내지 흡수층으로 작용하여 특히, A-면(plane) GaN에서의 결정 결함의 성장을 줄일 수 있다. The light emitting device and the method of manufacturing the same according to the embodiment selectively arrange Si x Al y N 1 -xy on an R-plane having a high density of defects in a sapphire substrate, and Si x Al y N 1 -xy represents a defect. By acting as a growth barrier layer or an absorption layer, it is possible to reduce the growth of crystal defects, particularly in A-plane GaN.

도 1 내지 도 4는 발광소자의 제1 실시예 내지 제4 실시예를 나타낸 도면이고,
도 5는 사파이어 결정의 구조를 도시한 도면이고,
도 6a 내지 도 6f는 도 1의 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 7a 내지 도 7e는 도 2의 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 8a 내지 도 8f는 도 3의 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 9a 내지 도 9i는 도 4의 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 10는 발광소자가 배치된 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 11은 발광소자가 배치된 헤드 램프의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 12은 발광소자가 배치된 백라이트 유닛의 일실시예를 나타낸 도면이다.
1 to 4 are views showing the first to fourth embodiments of the light emitting device,
5 is a diagram showing a structure of sapphire crystal,
6A to 6F are views illustrating an embodiment of a method of manufacturing the light emitting device of FIG.
7A to 7E are views illustrating one embodiment of a method of manufacturing the light emitting device of FIG.
8A to 8F are views illustrating an embodiment of a method of manufacturing the light emitting device of FIG.
9A to 9I illustrate an embodiment of a method of manufacturing the light emitting device of FIG. 4.
10 is a view showing an embodiment of a light emitting device package in which a light emitting device is disposed;
11 is a view showing an embodiment of a head lamp in which a light emitting device is disposed;
12 is a diagram illustrating an embodiment of a backlight unit in which a light emitting device is disposed.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, when described as being formed on the "on or under" of each element, the (up) or down (on) or under) includes both two elements being directly contacted with each other or one or more other elements are formed indirectly between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.

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.

도 1 내지 도 4는 발광소자의 제1 실시예 내지 제4 실시예를 나타낸 도면이고, 도 5는 사파이어 결정의 구조를 도시한 도면이다. 1 to 4 show the first to fourth embodiments of the light emitting device, and FIG. 5 shows the structure of the sapphire crystal.

도 1의 발광소자(100)는 기판(110)과, 버퍼층(120)과, 발광 구조물(140)과 제1 전극(160)과 제2 전극(170)을 포함하여 이루어진다. 발광 구조물(140)은 제1 도전형 반도체층(142)과 활성층(144) 및 제2 도전형 반도체층(146)을 포함하여 이루어진다. 제1 도전형 반도체층(142) 내에는 SixAlyN1 -x-y(150)가 배치되어 있다.The light emitting device 100 of FIG. 1 includes a substrate 110, a buffer layer 120, a light emitting structure 140, a first electrode 160, and a second electrode 170. The light emitting structure 140 includes a first conductive semiconductor layer 142, an active layer 144, and a second conductive semiconductor layer 146. Si x Al y N 1 -xy 150 is disposed in the first conductive semiconductor layer 142.

기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 일 수 있다. 예를 들어, 사파이어(SiO2), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 및 Ga2O3 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.The substrate 110 may be formed of a carrier wafer, a material suitable for semiconductor material growth. It may be formed of a material having excellent thermal conductivity, and may be a conductive substrate or an insulating substrate. For example, at least one of sapphire (SiO 2 ), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga 2 O 3 may be used.

도 5를 참조하여 기판(110)으로 사파이어 기판을 사용하는 경우의 기판(110)의 결정면을 설명한다.The crystal surface of the substrate 110 in the case of using a sapphire substrate as the substrate 110 will be described with reference to FIG. 5.

결함밀도가 높은 R-면(plane)(1-102) 사파이어 기판 위에 A-면(plane) GaN이 성장될 때 결함의 수직 방향으로의 전이가 특히 문제될 수 있으므로, 후술하는 바와 같이 제1 도전형 반도체층(142) 내에 SixAlyN1 -x-y를 배치하여 결함의 성장 저지층 내지 흡수층으로 작용하게 하여 비극성의 A-면 GaN의 결함을 줄일 수 있다.As A-plane GaN is grown on an R-plane (1-102) sapphire substrate having a high defect density, the transition of the defect in the vertical direction may be particularly problematic, so that the first conductivity will be described later. Si x Al y N 1 -xy may be disposed in the type semiconductor layer 142 to act as a growth preventing layer or an absorbing layer of defects, thereby reducing non-polar A-plane GaN defects.

버퍼층(120)은, 기판(110)과 발광 구조물(140) 사이의 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 상기 버퍼층(120)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.The buffer layer 120 is intended to mitigate the difference in lattice mismatch and thermal expansion coefficient of the material between the substrate 110 and the light emitting structure 140. The material of the buffer layer 120 may be formed of at least one of Group III-V compound semiconductors, for example, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, and AlInN.

제1 도전형 반도체층(142)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(142)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(142)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first conductivity type semiconductor layer 142 may be formed of a semiconductor compound. The first conductive semiconductor layer 142 may be implemented with compound semiconductors such as Groups 3-5 and 2-6, and may be doped with the first conductive dopant. When the first conductive semiconductor layer 142 is an N-type semiconductor layer, the first conductive dopant is an N-type dopant and may include Si, Ge, Sn, Se, Te, but is not limited thereto.

제1 도전형 반도체층(142)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(142)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The first conductive semiconductor layer 142 includes a semiconductor material having a composition formula of Al x In y Ga (1-xy) N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1). can do. The first conductive semiconductor layer 142 may be formed of any one or more of GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP.

상기 발광 구조물(140)의 표면, 즉 제2 도전형 반도체층(146)의 표면에는 요철이 형성되어 광추출 효과를 증가시킬 수 있다.Unevenness may be formed on the surface of the light emitting structure 140, that is, the surface of the second conductivity-type semiconductor layer 146 to increase the light extraction effect.

활성층(144)은 제1 도전형 반도체층(142)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(146)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(144)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.The active layer 144 has energy inherent to the material in which the electrons injected through the first conductive semiconductor layer 142 and the holes injected through the second conductive semiconductor layer 146 formed thereafter meet each other to form the active layer 144. It is a layer that emits light with energy determined by the band.

활성층(144)은 이중 접합 구조(Double Hetero Junction Structure), 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(120)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The active layer 144 may be formed of a double junction structure, a single quantum well structure, a multi quantum well structure (MQW), a quantum-wire structure, or a quantum dot structure. It may be formed of at least one. For example, the active layer 120 may be injected with trimethyl gallium gas (TMGa), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and trimethyl indium gas (TMIn) to form a multi-quantum well structure. It is not limited to this.

활성층(144)의 우물층/장벽층은 예를 들어, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, InAlGaN/InAlGaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 좁은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.The well layer / barrier layer of the active layer 144 is, for example, any one of InGaN / GaN, InGaN / InGaN, GaN / AlGaN, InAlGaN / GaN, InAlGaN / InAlGaN, GaAs (InGaAs) / AlGaAs, GaP (InGaP) / AlGaP. It may be formed of one or more pair structure, but is not limited thereto. The well layer may be formed of a material having a band gap narrower than the band gap of the barrier layer.

활성층(144)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전형 클래드층은 활성층의 장벽층의 밴드 갭보다 더 넓은 밴드 갭을 가지는 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자 구조 등을 포함할 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있다.A conductive clad layer (not shown) may be formed on or under the active layer 144. The conductive clad layer may be formed of a semiconductor having a band gap wider than the band gap of the barrier layer of the active layer. For example, the conductive clad layer may include GaN, AlGaN, InAlGaN, superlattice structure, or the like. In addition, the conductive clad layer may be doped with n-type or p-type.

제2 도전형 반도체층(146)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(146)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(144)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.The second conductive semiconductor layer 146 may be formed of a semiconductor compound. The second conductive semiconductor layer 146 may be implemented with compound semiconductors such as Groups 3-5 and 2-6, and may be doped with the second conductive dopant. For example, it may include 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). When the second conductive semiconductor layer 144 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.

본 실시예와 후술할 다른 실시예들에서 제1 도전형 반도체층(142)은 P형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(146)은 N형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또한, 제2 도전형 반도체층(146) 위에는 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 제2 도전형 반도체층이 P형 반도체층일 경우 N형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광 구조물은 N-P 접합 구조, P-N 접합 구조, N-P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.In the present exemplary embodiment and other embodiments to be described later, the first conductivity-type semiconductor layer 142 may be a P-type semiconductor layer, and the second conductivity-type semiconductor layer 146 may be an N-type semiconductor layer. In addition, an N-type semiconductor layer (not shown) may be formed on the second conductive semiconductor layer 146 when a semiconductor having a polarity opposite to that of the second conductive type, for example, the second conductive semiconductor layer is a P-type semiconductor layer. Accordingly, the light emitting structure may be implemented as any one of an N-P junction structure, a P-N junction structure, an N-P-N junction structure, and a P-N-P junction structure.

발광 구조물(140)은 상술한 실시예와 같이 제1 도전형 반도체층(142)과 활성층(144) 및 제2 도전형 반도체층(146)을 포함하여 이루어진다. 제1 도전형 반도체층(142)의 일부 영역이 메사 식각되어 있는데, 사파이어 기판과 같이 절연성 기판의 하부에 전극을 형성할 수 없기 때문에, 상술한 식각된 영역에 제1 전극(160)을 배치할 수 있다.The light emitting structure 140 includes the first conductivity type semiconductor layer 142, the active layer 144, and the second conductivity type semiconductor layer 146 as described above. A portion of the first conductivity type semiconductor layer 142 is mesa-etched, but since the electrode cannot be formed under the insulating substrate like the sapphire substrate, the first electrode 160 may be disposed in the above-described etched region. Can be.

본 실시예에서 발광 구조물(140)이 특히 비극성의 A-면 GaN으로 이루어질 때 제1 도전형 반도체층(142) 내에는 SixAlyN1 -x-y(150)가 배치되어 있고, 복수 개의 SixAlyN1-x-y(150)는 물방울(droplet) 형상으로 배치될 수 있다.상기 물방울은 적어도 하나의 곡률을 갖는 경사면을 포함할 수 있다.In the present embodiment, when the light emitting structure 140 is formed of non-polar A-plane GaN, Si x Al y N 1 -xy 150 is disposed in the first conductivity type semiconductor layer 142, and a plurality of Si The x Al y N 1-xy 150 may be disposed in a droplet shape. The droplet may include an inclined surface having at least one curvature.

복수 개의 SixAlyN1 -x-y(150)가 포함된 레이어를 인터레이어(interlayer)라고 할 수 있으며, 물방울 형상으로 배치된 복수 개의 SixAlyN1 -x-y(150)는 돌출부를 이룰 수 있으며, 이하의 실시예들에서도 동일하다.A layer including a plurality of Si x Al y N 1 -xy 150 may be referred to as an interlayer, and a plurality of Si x Al y N 1 -xy 150 arranged in a droplet shape may form a protrusion. The same may be said in the following embodiments.

도 1에서 상기 물방울 형상의 SixAlyN1 -x-y(150)는 크기와 형상이 동일하게 도시되어 있으나, 각각의 SixAlyN1 -x-y(150)의 형상과 크기는 상이할 수 있다. SixAlyN1 -x-y(150)는 액체 상태의 SiAl에 질소 처리를 하여 형성되는데, 구체적인 공정은 후술한다.In FIG. 1, the droplet-shaped Si x Al y N 1 -xy 150 is shown to have the same size and shape, but the shape and size of each Si x Al y N 1 -xy 150 may be different. have. Si x Al y N 1 -xy (150) is formed by subjecting SiAl in a liquid state to nitrogen, a specific process will be described later.

SixAlyN1 -x-y(150)는 제1 도전형 반도체층(142)과 버퍼층(120)의 경계면으로부터 소정 간격 이격되어 배치되는데, 후술하는 바와 같이 SixAlyN1 -x-y(150)를 제1 도전형 반도체층(142)의 성장 중에 형성하기 때문이다. Si x Al y N 1 -xy ( 150) of the first conductivity type are disposed spaced apart a predetermined distance from the interface of the semiconductor layer 142 and the buffer layer (120), Si x Al y N 1 -xy (150 , as described below Is formed during the growth of the first conductivity-type semiconductor layer 142.

각각의 SixAlyN1 -x-y(150)는 나노 미터 스케일(scale) 내지 마이크로 미터 스케일의 크기일 수 있는데, 즉 1 나노 미터 내지 수십 마이크로 미터의 크기를 가질 수 있다.Each Si x Al y N 1 -xy 150 may be on the nanometer scale to the micrometer scale, ie from 1 nanometer to the tens of micrometers.

도 1에서 버퍼층(120)과 제1 도전형 반도체층(142)의 경계면으로부터 결정 결함이 성장될 수 있다. 결정 결함 중 일부(a)는 버퍼층(120)과 제1 도전형 반도체층(142)의 경계면에서 성장하여 SixAlyN1 -x-y(150)에서 차단되고 있으며, 일부(b)는 SixAlyN1-x-y(150)와 대응하지 않아서 계속 성장할 수도 있으며, 일부 SixAlyN1 -x-y(150)와 대응하는 영역(c)에서는 결정 결함이 발생하지 않을 수 있다.In FIG. 1, crystal defects may be grown from an interface between the buffer layer 120 and the first conductivity-type semiconductor layer 142. Some of the crystal defects (a) grow at the interface between the buffer layer 120 and the first conductivity-type semiconductor layer 142 and are blocked at Si x Al y N 1 -xy 150, and part (b) is Si x It may not continue to correspond to Al y N 1-xy 150 and may continue to grow, and crystal defects may not occur in the region c corresponding to some Si x Al y N 1 -xy 150.

도 2는 도 1의 발광소자와 유사하나, 버퍼층(120)과 제1 도전형 반도체층(142)의 사이에 언도프드(undoped) 반도체층(130)이 배치되어 있다. 그리고, SixAlyN1-x-y(150)가 언도프드 반도체층(130) 내에 배치되어 있으며, 각각의 SixAlyN1 -x-y(150)의 크기와 형상은 도 1에서 설명한 것과 동일하다.2 is similar to the light emitting device of FIG. 1, but an undoped semiconductor layer 130 is disposed between the buffer layer 120 and the first conductivity-type semiconductor layer 142. Then, the same as described in the size and shape of Figure 1 of the Si x Al y N 1-xy (150) is an undoped semiconductor layer, each of the Si x Al y N 1 -xy ( 150) is disposed, in a 130 Do.

본 실시예에서도 복수 개의 SixAlyN1 -x-y(150)가 포함된 레이어를 인터레이어라고 할 수 있으며, 이하의 실시예들에서도 동일하다. 그리고, 고체 상태의 SixAlyN1-x-y(150) 대신에 고체 상태의 SixAuyN1 -x-y가 배치되어 돌출부를 이룰 수 있으며, 도 1에 도시된 실시예와 도 3 및 도 4의 실시예들에서도 동일하다.In this embodiment, a layer including a plurality of Si x Al y N 1 -xy 150 may be referred to as an interlayer , and the same may be applied to the following embodiments. In addition, Si x Au y N 1 -xy in the solid state may be disposed instead of the solid state Si x Al y N 1 -xy 150 to form a protrusion, the embodiment shown in FIG. 1 and FIGS. 3 and FIG. The same is true in the embodiments of 4.

SixAlyN1 -x-y(150)는 언도프드 반도체층(130)의 성장 중에 형성되므로, 언도프드 반도체층(130)과 버퍼층(120)의 경계면으로부터 소정 간격 이격되어 배치된다.Since Si x Al y N 1 -xy 150 is formed during the growth of the undoped semiconductor layer 130, the Si x Al y N 1 -xy 150 is spaced apart from the interface between the undoped semiconductor layer 130 and the buffer layer 120 by a predetermined interval.

도 2에서 버퍼층(120)과 언도프드 반도체층(130)의 경계면으로부터 결정 결함이 성장될 수 있다. 결정 결함 중 일부(e)는 버퍼층(120)과 언도프드 반도체층(130)의 경계면에서 성장하여 SixAlyN1 -x-y(150)에서 차단되고 있으며, 일부(d)는 SixAlyN1-x-y(150)와 대응하지 않아서 계속 성장할 수도 있으며, 일부 SixAlyN1 -x-y(150)와 대응하는 영역(c)에서는 결정 결함이 발생하지 않을 수 있다. 그리고, 언도프드 반도체층(130)과 제1 도전형 반도체층(142) 사이의 경계면에서도 일부 결정 결함(b)이 발생할 수 있다.In FIG. 2, crystal defects may be grown from an interface between the buffer layer 120 and the undoped semiconductor layer 130. Some of the crystal defects (e) grow at the interface between the buffer layer 120 and the undoped semiconductor layer 130 and are blocked at Si x Al y N 1 -xy 150, and some (d) are Si x Al y. did not correspond to the N 1-xy (150) may continue to grow, in the region (c) corresponding to the part of Si x Al y N 1 -xy ( 150) may be a crystal defect occurs. In addition, some crystal defects b may occur at the interface between the undoped semiconductor layer 130 and the first conductivity-type semiconductor layer 142.

도 3에 도시된 발광소자(100)는 도 2에 도시된 실시예에 따른 발광소자와 유사하나, SixAlyN1 -x-y(150)가 제1 도전형 반도체층(142) 내에 배치된 점이 상이하다. 각각의 SixAlyN1 -x-y(150)의 크기와 형상은 도 1 및 도 2에서 설명한 것과 동일하다.The light emitting device 100 shown in FIG. 3 is similar to the light emitting device according to the embodiment shown in FIG. 2, but Si x Al y N 1 -xy 150 is disposed in the first conductivity-type semiconductor layer 142. The point is different. The size and shape of each Si x Al y N 1 -xy 150 is the same as described in FIGS. 1 and 2.

SixAlyN1 -x-y(150)는 제1 도전형 반도체층(142)의 성장 중에 형성되므로, 언도프드 반도체층(130)과 제1 도전형 반도체층(142) 사이의 경계면으로부터 소정 간격 이격되어 배치된다.Since Si x Al y N 1 -xy 150 is formed during the growth of the first conductivity type semiconductor layer 142, a predetermined distance from the interface between the undoped semiconductor layer 130 and the first conductivity type semiconductor layer 142 is provided. Spaced apart.

도 3에서 언도프드 반도체층(130)과 제1 도전형 반도체층(142)의 경계면으로부터 결정 결함이 성장될 수 있다. 결정 결함 중 일부(a)는 언도프드 반도체층(130)과 제1 도전형 반도체층(142)의 경계면에서 성장하여 SixAlyN1 -x-y(150)에서 차단되고 있으며, 결정 결함 중 다른 일부(d)는 언도프드 반도체층(130)과 버퍼층(120)의 경계면에서 성장하여 SixAlyN1 -x-y(150)에서 차단될 수 있으며, 일부 SixAlyN1-x-y(150)와 대응하는 영역(c)에서는 결정 결함이 발생하지 않을 수 있다.3, crystal defects may be grown from an interface between the undoped semiconductor layer 130 and the first conductivity-type semiconductor layer 142. Some of the crystal defects (a) are grown at the interface between the undoped semiconductor layer 130 and the first conductivity type semiconductor layer 142 and are blocked at the Si x Al y N 1 -xy 150. Part (d) may grow at the interface between the undoped semiconductor layer 130 and the buffer layer 120 to be blocked at the Si x Al y N 1 -xy 150, and may be partially Si x Al y N 1-xy (150 The crystal defect may not occur in the region (c) corresponding to).

그리고, 결정 결함 중 일부(b)는 언도프드 반도체층(130)과 제1 도전형 반도체층(142)의 경계면에서 성장하여 SixAlyN1 -x-y(150)에서 차단되지 않고 성장할 수 있으며, 결정 결함 중 다른 일부(d)는 언도프드 반도체층(130)과 버퍼층(120)의 경계면에서 발생하여 SixAlyN1 -x-y(150)에서 차단되지 않고 성장할 수 있다.In addition, some of the crystal defects (b) may grow at the interface between the undoped semiconductor layer 130 and the first conductivity-type semiconductor layer 142 and may be grown without blocking at the Si x Al y N 1 -xy 150. In addition, another portion d of the crystal defect may occur at the interface between the undoped semiconductor layer 130 and the buffer layer 120 and may grow without being blocked at the Si x Al y N 1 -xy 150.

도 1 내지 도 3에서는 수평형(lateral type) 발광소자를 도시하였으나, 도 4에서는 수직형(vertical) 발광소자를 도시하고 있다.1 to 3 illustrate a lateral type light emitting device, while FIG. 4 illustrates a vertical light emitting device.

도 4에 도시된 발광소자(100)는 도전성 지지기판(metal support, 188) 상에 접합층(186)과 반사층(184)과 오믹층(182)과 발광 구조물(140)을 포함하여 이루어진다. 발광 구조물(140)은 제1 도전형 반도체층(142)과 활성층(144) 및 제2 도전형 반도체층(146)을 포함하여 이루어지며, 제1 도전형 반도체층(142) 내에는 SixAlyN1 -x-y(150)가 배치되어 있다.The light emitting device 100 illustrated in FIG. 4 includes a bonding layer 186, a reflective layer 184, an ohmic layer 182, and a light emitting structure 140 on a conductive support substrate 188. The light emitting structure 140 includes a first conductive semiconductor layer 142, an active layer 144, and a second conductive semiconductor layer 146, and includes Si x Al in the first conductive semiconductor layer 142. y N 1 -xy 150 is disposed.

도전성 지지기판(188)은 제2 전극의 역할을 할 수 있으므로 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 발광 소자 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 금속을 사용할 수 있다.Since the conductive support substrate 188 may serve as a second electrode, a metal having excellent electrical conductivity may be used, and a metal having high thermal conductivity may be used because it must be able to sufficiently dissipate heat generated when the light emitting device is operated.

도전성 지지기판(188)은 금속 또는 반도체 물질등으로 형성될 수 있다. 또한 전기전도성과 열 전도성이 높은 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.The conductive support substrate 188 may be formed of a metal or a semiconductor material. And may be formed of a material having high electrical conductivity and high thermal conductivity. For example, a material selected from the group consisting of molybdenum (Mo), silicon (Si), tungsten (W), copper (Cu) and aluminum (Al) (Cu-W), a carrier wafer (e.g., GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga 2 O 3, etc.) And the like.

또한, 상기 도전성 지지기판(188)은 전체 질화물 반도체에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가질 수 있다.In addition, the conductive support substrate 188 may have a mechanical strength enough to be separated into a separate chip through a scribing process and a breaking process without causing warping of the entire nitride semiconductor. have.

접합층(186)은 반사층(184)과 도전성 지지기판(188)을 결합하며, 반사층(184)이 결합층(adhesion layer)의 기능을 수행할 수도 있다. 접합층은(186) 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다The bonding layer 186 couples the reflective layer 184 and the conductive support substrate 188, and the reflective layer 184 may serve as an adhesion layer. The bonding layer is (186) from the group consisting of gold (Au), tin (Sn), indium (In), aluminum (Al), silicon (Si), silver (Ag), nickel (Ni) and copper (Cu) It may be formed of the material selected or alloys thereof.

반사층(184)은 약 2500 옹스르통의 두께일 수 있다. 반사층(184)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt), 로듐(Rh), 혹은 Al이나 Ag이나 Pt나 Rh를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 알루미늄이나 은 등은 활성층(124)에서 발생된 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.The reflective layer 184 may be about 2500 angs thick. The reflective layer 184 may be formed of a metal layer including aluminum (Al), silver (Ag), nickel (Ni), platinum (Pt), rhodium (Rh), or an alloy containing Al, Ag, Pt, or Rh. . Aluminum or silver may effectively reflect light generated from the active layer 124 to greatly improve the light extraction efficiency of the light emitting device.

발광 구조물(150), 특히 상기 제2 도전형 반도체층(146)은 불순물 도핑 농도가 낮아 접촉 저항이 높으며 그로 인해 오믹 특성이 좋지 못할 수 있으므로, 이러한 오믹 특성을 개선하기 위해 오믹층(182)으로 투명 전극 등을 형성할 수 있다.Since the light emitting structure 150, in particular, the second conductivity type semiconductor layer 146 has a low impurity doping concentration and high contact resistance, and thus may not have good ohmic characteristics, the light emitting structure 150 may be transferred to the ohmic layer 182 to improve such ohmic characteristics. A transparent electrode or the like can be formed.

오믹층(182)은 약 200 옹스트롱의 두께일 수 있다. 오믹층(182)은 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), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.The ohmic layer 182 may be about 200 angstroms thick. The ohmic layer 182 may include indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IZAZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), and indium gallium tin oxide (IGTO). ), Aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), gallium zinc oxide (GZO), IZON (IZO Nitride), AGZO (Al-Ga ZnO), IGZO (In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx , NiO, RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, and Ni / IrOx / Au / ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, It may be formed including at least one of Au and Hf, but is not limited to these materials.

발광 구조물(140)의 구성은 상술한 실시예들과 동일할 수 있다.The configuration of the light emitting structure 140 may be the same as the above-described embodiments.

제1 도전형 반도체층(142) 내에는 SixAlyN1 -x-y(150)가 배치되어 있고, 복수 개의 SixAlyN1 -x-y(150)는 물방울(droplet)이 거꾸로 배치된 형상일 수 있다. 물방울 형상의 SixAlyN1 -x-y(150)의 크기와 형상은 상술한 실시예에 따른 발광소자와 동일하다.Si x Al y N 1 -xy 150 is disposed in the first conductive semiconductor layer 142, and a plurality of Si x Al y N 1 -xy 150 has a shape in which droplets are disposed upside down. Can be. The size and shape of the droplet-shaped Si x Al y N 1 -xy 150 is the same as the light emitting device according to the above-described embodiment.

SixAlyN1 -x-y(150)는 제1 도전형 반도체층의 표면으로부터 소정 간격 이격되어 배치되는데, 후술하는 바와 같이 SixAlyN1 -x-y(150)를 제1 도전형 반도체층(142)의 성장 중에 형성하기 때문이다.The Si x Al y N 1 -xy 150 is disposed spaced apart from the surface of the first conductive semiconductor layer by a predetermined interval, and as described later, the Si x Al y N 1 -xy 150 is formed of the first conductive semiconductor layer. This is because it forms during the growth of 142.

도 4에서 제1 도전형 반도체층(142)의 표면으로부터 결정 결함이 성장될 수 있다. 결정 결함 중 일부(a)는 제1 도전형 반도체층(142)의 경계면에서 성장하여 SixAlyN1-x-y(150)에서 차단되고 있으며, 일부(b)는 SixAlyN1 -x-y(150)와 대응하지 않아서 계속 성장할 수도 있으며, 일부 SixAlyN1 -x-y(150)와 대응하는 영역(c)에서는 결정 결함이 발생하지 않을 수 있다.In FIG. 4, crystal defects may be grown from the surface of the first conductivity-type semiconductor layer 142. Some of the crystal defects (a) are grown at the interface of the first conductivity-type semiconductor layer 142 and are blocked by the Si x Al y N 1-xy (150), and some (b) are Si x Al y N 1 − It may not grow to correspond to xy 150 and may continue to grow, and crystal defects may not occur in the region c corresponding to some Si x Al y N 1 -xy 150.

도시되지는 않앗으나, 상기 발광 구조물(140)의 표면, 즉 제1 도전형 반도체층(142)의 표면에는 요철이 형성되어 광추출 효과를 증가시킬 수 있다.Although not shown, irregularities may be formed on the surface of the light emitting structure 140, that is, the surface of the first conductivity-type semiconductor layer 142 to increase the light extraction effect.

제1 도전형 반도체층(142) 상에는 제1 전극(160)이 형성될 수 있다. 제1 전극(160)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The first electrode 160 may be formed on the first conductive semiconductor layer 142. The first electrode 160 may be formed in a single layer or a multilayer structure including at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). have.

그리고, 상기 발광 구조물(140)의 측면에는 패시베이션층(passivation layer, 190)이 형성될 수 있다. 패시베이션층(190)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 상기 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있으며, 일 예로서 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다.In addition, a passivation layer 190 may be formed on a side surface of the light emitting structure 140. The passivation layer 190 may be made of an insulating material. The insulating material may be made of a nonconductive oxide or nitride, and may be formed of, for example, a silicon oxide (SiO 2 ) layer, an oxynitride layer, or an aluminum oxide layer. .

도 6a 내지 도 6f는 도 1의 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.6A to 6F illustrate an embodiment of a method of manufacturing the light emitting device of FIG. 1.

도 6a에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 버퍼층(120) 및 제1 도전형 반도체층(142a)을 성장시킨다.As shown in FIG. 6A, the buffer layer 120 and the first conductivity-type semiconductor layer 142a are grown on the substrate 110.

기판(110)으로 전도성 또는 비전도성 기판(110)을 사용할 수 있는데, 특히 사파이어를 기판(110)으로 사용할 때 결함밀도가 높은 R-면(1-102) 위에 발광 구조물(140) 등의 반도체층을 성장시킬 수 있다.A conductive or non-conductive substrate 110 may be used as the substrate 110. In particular, when sapphire is used as the substrate 110, a semiconductor layer such as a light emitting structure 140 may be formed on the R-plane (1-102) having a high defect density. Can grow.

제1 도전형 반도체층(142a)과 기판(110) 사이에는 버퍼층(120)을 성장시킬 수 있는데, 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 버퍼층(120)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다The buffer layer 120 may be grown between the first conductive semiconductor layer 142a and the substrate 110 to mitigate the difference in lattice mismatch and thermal expansion coefficient of the material. The material of the buffer layer 120 may be formed of at least one of Group III-V compound semiconductors, for example, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, and AlInN.

제1 도전형 반도체층(142a)의 조성은 상술한 바와 동일하며, 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시 (MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 N형 GaN층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(142a)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 실리콘(Si)와 같은 n 형 불순물을 포함하는 실란 가스(SiH4)가 주입되어 형성될 수 있다.The composition of the first conductive semiconductor layer 142a is the same as described above, and is N-type using a method such as chemical vapor deposition (CVD) or molecular beam epitaxy (MBE) or sputtering or hydroxide vapor phase epitaxy (HVPE). A GaN layer can be formed. In addition, the first conductive semiconductor layer 142a may include a silane including n-type impurities such as trimethyl gallium gas (TMGa), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and silicon (Si) in the chamber. The gas SiH 4 may be injected and formed.

특히, 제1 도전형 반도체층(142a)는 GaN의 A-면으로 성장될 수 있는데, 사파이어 기판(110)에서 결함밀도가 높은 R-면(1-102) 위에 A-면 GaN이 성장될 때 결정 결함(a)이 수직 방향으로 전이될 수 있다.In particular, the first conductivity-type semiconductor layer 142a may be grown on the A-plane of GaN, and when the A-plane GaN is grown on the R-plane (1-102) having a high defect density in the sapphire substrate 110. Crystal defect (a) may transition in the vertical direction.

그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이 제1 도전형 반도체층(142a)에 SiAl(155)를 배치한다. SiAl(155)는 예를 들어 Si87 .4Al12 .6이 배치될 수 있는데, 상술한 트리메틸 갈륨 가스와 실란 가스를 주입하여 상기 제1 도전형 반도체층(142a)에 액체 상태의 SiAl(155)이 드롭(drop)되어 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6B, SiAl 155 is disposed in the first conductivity-type semiconductor layer 142a. SiAl 155 may be disposed, for example, Si 87 .4 Al 12 .6 , in which trimethyl gallium gas and silane gas are injected to the SiAl 155 in a liquid state to the first conductive semiconductor layer 142a. ) May be formed by being dropped.

실리콘(Si)의 녹는점은 1400oC이나 적당량의 금(Au)이나 알루미늄(Al)을 함유하게 되면 실리콘의 녹는점이 크게 낮아지는데, 금을 함유하면 359 oC 가 될 수 있고, 상술한 바와 같이 알루미늄을 함유하면 577 oC가 될 수 있다.The melting point of silicon (Si) is 1400 o C but if it contains an appropriate amount of gold (Au) or aluminum (Al), the melting point of silicon is significantly lowered, if it contains gold can be 359 o C, as described above Likewise, containing aluminum can be 577 o C.

상술한 실시예에서 SiAl(155)가 Si87 .4Al12 . 6로 드롭되었는데, SixAl1 -x로 드롭될 수 있다. 그리고, SiAl(155) 외에 액체 상태의 SixAu1 -x를 드롭할 수도 있는데, 다른 실시예들에서도 동일하다.In the above-described embodiment, SiAl (155) is Si 87 .4 Al 12 . Dropped to 6 , can be dropped to Si x Al 1- x . In addition to SiAl 155, a liquid Si x Au 1 -x may be dropped, but the same may be applied to other embodiments.

상술한 액체 상태의 SixAl1 -x 또는 SixAu1 -x의 드롭은 유테틱 온도 이상에서 이루어지며, SixAl1 -x는 577 oC 이상에서 SixAu1 -x는 577 oC 이상에서 드롭될 수 있다. 그리고, 상술한 드롭 공정이나 발광 구조물의 성장은 1100 oC 이하의 온도에서 이루어질 수 있다.The above-mentioned drop of liquid Si x Al 1 -x or Si x Au 1 -x is made at the eutectic temperature or higher, and Si x Al 1 -x is 577 o C or more and Si x Au 1 -x is 577 o Can drop above C Then, the above-described drop process or growth of the light emitting structure is 1100. o can be at temperatures below C.

본 실시예에서 실리콘에 알루미늄을 함유하여 SiAl(155)를 형성하면 융해 온도가 577 oC 부근에서 형성되므로, 액체 상태의 SiAl(155)를 얻을 수 있다.In the present embodiment, when SiAl 155 is formed by containing aluminum in silicon, the melting temperature is formed at around 577 ° C., so that SiAl 155 in a liquid state can be obtained.

그리고, 도 6c에 도시된 바와 같이 SiAl에 질소(N2) 처리를 하여 SixAlyN1 -x-y(150)를 형성하는데 상온에서 처리할 수 있고, 각각의 SixAlyN1 -x-y(150)는 발광 구조물(140)이 특히 비극성의 A-면 GaN으로 이루어진 제1 도전형 반도체층(142a) 내에는 배치되며, 고체 상태의 물방울(droplet) 형상으로 배치될 수 있다. 따라서, 각각의 SixAlyN1 -x-y(150)를 리쏘그래피(lithography) 등의 방법으로 패터닝하지 않고도, SixAlyN1 -x-y(150)가 제1 도전형 반도체층(142a)의 일부에 형성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6c, nitrogen (N 2 ) treatment is performed on SiAl to form Si x Al y N 1 -xy 150, which may be treated at room temperature, and each Si x Al y N 1 -xy. The light emitting structure 140 may be disposed in the first conductive semiconductor layer 142a including the non-polar A-plane GaN, and may be disposed in the shape of a droplet in a solid state. Thus, without patterning each Si x Al y N 1 -xy 150 by lithography or the like, the Si x Al y N 1 -xy 150 forms the first conductive semiconductor layer 142a. It can be formed in part of.

각각의 SixAlyN1 -x-y(150)는 크기와 형상이 동일하게 도시되어 있으나, 형상과 크기는 상이할 수 있다. SiAl에 질소 처리를 하여 형성된 각각의 SixAlyN1 -x-y(150)는 나노 미터 스케일(scale) 내지 마이크로 미터 스케일의 크기일 수 있다.Each Si x Al y N 1 -xy 150 is shown in the same size and shape, but the shape and size may be different. Each Si x Al y N 1 -xy 150 formed by subjecting NiAl to nitrogen may be on a nanometer scale to a micrometer scale.

여기서, SixAlyN1 -x-y(150)의 크기는 높이(h)와 폭(w)으로 나타낼 수 있는데, 폭(w)이 나노 미터 스케일 내지 마이크로 미터 스케일일 수 있고, 높이(h)는 폭(w)의 1/2일 수 있다.Here, the size of Si x Al y N 1 -xy (150) may be represented by the height (h) and the width (w), the width (w) may be a nanometer scale to a micrometer scale, the height (h) May be one half of the width w.

상기 SixAl1 -x 대신에 SixAu1 -x를 드롭시킨 후 질소처리를 하면 고체 상태의 SixAuyN1-x-y가 형성될 수 있으며, 이하의 다른 실시예들에서도 동일하다.The Si x Al 1 -x instead of Si x Au 1 when the nitrogen was treated drop the -x and is in a solid state Si x Au y N 1-xy can be formed in the same applies to other embodiments described below.

도 6c에서 버퍼층(120)과 제1 도전형 반도체층(142a)의 경계면으로부터 성장된 결정 결함(a) 대응하여 SixAlyN1 -x-y(150)이 형성되고 있다. 도 6d에서 제1 도전형 반도체층(142a)과 SixAlyN1 -x-y(150) 위에 제1 도전형 반도체층(142b)를 추가로 성장시킨다.In FIG. 6C, Si x Al y N 1 -xy 150 is formed corresponding to the crystal defect a grown from the interface between the buffer layer 120 and the first conductivity-type semiconductor layer 142a. In FIG. 6D, the first conductivity type semiconductor layer 142b is further grown on the first conductivity type semiconductor layer 142a and the Si x Al y N 1 -xy 150.

도 6a에서 성장된 제1 도전형 반도체층(142a)과 도 6d에서 성장된 제1 도전형 반도체층(142b)은 하나의 제1 도전형 반도체층(142)을 이룰 수 있다. SixAlyN1 -x-y(150)에 의하여 성장이 차단된 결정 결함(a)은 제1 도전형 반도체층(142b) 내에서 성장되지 않고 있다.The first conductive semiconductor layer 142a grown in FIG. 6A and the first conductive semiconductor layer 142b grown in FIG. 6D may form one first conductive semiconductor layer 142. The crystal defect (a) whose growth is blocked by the Si x Al y N 1 -xy 150 is not grown in the first conductivity type semiconductor layer 142b.

그리고, 도 6e에 도시된 바와 같이 제1 도전형 반도체층(142) 상에 활성층(144)과 제2 도전형 반도체층(146)을 성장시킨다.As shown in FIG. 6E, the active layer 144 and the second conductive semiconductor layer 146 are grown on the first conductive semiconductor layer 142.

활성층(144)의 조성은 상술한 바와 동일하며, 예를 들어 상기 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The composition of the active layer 144 is the same as described above, for example, the trimethyl gallium gas (TMGa), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and trimethyl indium gas (TMIn) is injected to multi-quantum A well structure may be formed, but is not limited thereto.

제2 도전형 반도체층(146)의 조성은 상술한 바와 동일하며, 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 마그네슘(Mg)과 같은 p 형 불순물을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 p형 GaN층이 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The composition of the second conductivity type semiconductor layer 146 is the same as that described above. The composition of the second conductivity type semiconductor layer 146 is the same as that described above, and the p-type conductivity of the chamber, such as trimethyl gallium gas TMGa, ammonia gas NH 3 , nitrogen gas N 2 , Bisei including impurities butyl cyclopentadienyl magnesium (EtCp 2 Mg) {Mg ( C 2 H 5 C 5 H 4) 2} is injected may be a p-type GaN layer formed, but the embodiment is not limited thereto.

도 6f에 도시된 바와 같이 제2 도전형 반도체층(146)으로부터 활성층(144) 및 제1 도전형 반도체층(142)의 일부를 메사 식각하여, 제1 도전형 반도체층(142)의 일부를 노출시킨다.As shown in FIG. 6F, a portion of the active layer 144 and the first conductive semiconductor layer 142 are mesa-etched from the second conductive semiconductor layer 146 to partially remove the portion of the first conductive semiconductor layer 142. Expose

그리고, 제1 도전형 반도체층(142)과 제2 도전형 반도체층(146)의 일부 상에 각각 제1 전극(160)과 제2 전극(170)을 형성한다. 각각의 전극(160, 170)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다The first electrode 160 and the second electrode 170 are formed on a portion of the first conductive semiconductor layer 142 and the second conductive semiconductor layer 146, respectively. Each electrode 160 and 170 may be formed in a single layer or a multilayer structure including at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). Can be

도 7a 내지 도 7e는 도 2의 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.7A to 7E are views illustrating one embodiment of a method of manufacturing the light emitting device of FIG. 2.

본 실시예는 도 6a 내지 도 6f에 도시된 실시예와 유사하나, SiAl의 형성 및 질소 처리를 언도프드 반도체층(130)의 성장 중에 실시하는 점에서 상이하다. 즉, 도 6a에 도시된 바와 같이 언도프드 반도체층(130a)의 성장 중에 버퍼층(120)과 언도프드 반도체층(130a)의 경계면으로부터 결정 결함(e)이 발생하여 성장할 수 있고, 언도프드 반도체층(130a)의 성장 중에 SiAl(155)를 선택적으로 형성한다. SiAl(155)의 형성방법은 상술한 실시예와 동일하다.This embodiment is similar to the embodiment shown in FIGS. 6A-6F, but differs in that the formation of SiAl and the nitrogen treatment are performed during growth of the undoped semiconductor layer 130. That is, as shown in FIG. 6A, during the growth of the undoped semiconductor layer 130a, crystal defects e may be generated and grow from the interface between the buffer layer 120 and the undoped semiconductor layer 130a, and the undoped semiconductor layer may be grown. SiAl 155 is selectively formed during the growth of 130a. The formation method of SiAl 155 is the same as in the above-described embodiment.

도 7b에 도시된 바와 같이 질소 처리를 하여 SixAlyN1 -x-y(150)을 형성되고 있으며, 도 7c에 도시된 바와 같이 언도프드 반도체층(130a) 위에 언도프드 반도체층(130b)을 추가로 성장시킨다.As shown in FIG. 7B, the Si x Al y N 1 -xy 150 is formed by nitrogen treatment, and the undoped semiconductor layer 130b is disposed on the undoped semiconductor layer 130a as shown in FIG. 7C. Grow additionally.

그리고, 도 7d에 도시된 바와 같이 발광 구조물(140)을 성장시키고, 도 7e에 도시된 바와 같이 발광 구조물(140)의 메사 식각과 제1,2 전극(160, 170) 형성 공정을 진행한다.As shown in FIG. 7D, the light emitting structure 140 is grown, and as shown in FIG. 7E, the mesa etching of the light emitting structure 140 and the process of forming the first and second electrodes 160 and 170 are performed.

본 실시예에 따라 제조된 발광 구조물은 결정 결함(e)이 버퍼층(120)과 언도프드 반도체층(130)의 경계면에서 발생하여 성장하다가 SixAlyN1 -x-y(150)에서 성장이 중단되어, GaN으로 이루어진 발광 구조물(140) 특히 제1 도전형 반도체층(142) 내에서 결정 결함의 발생을 없애거나 줄일 수 있다.In the light emitting structure manufactured according to the present embodiment, crystal defects (e) are generated at the interface between the buffer layer 120 and the undoped semiconductor layer 130 and grow, but growth stops at Si x Al y N 1 -xy 150. As a result, the occurrence of crystal defects may be eliminated or reduced in the light emitting structure 140 made of GaN, particularly in the first conductive semiconductor layer 142.

도 8a 내지 도 8f는 도 3의 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.8A to 8F illustrate an embodiment of a method of manufacturing the light emitting device of FIG. 3.

본 실시예에 따른 방법은 도 2에 도시된 실시예와 유사하나 결정 결함(a)이 언도프드 반도체층(130)과 제1 도전형 반도체층(142)과의 경계면에서 발생하여, 도 8b에서의 SiAl(155) 형성 후 도 8c에서 질소 처리를 하여 형성된 SixAlyN1 -x-y(150)에서 결정 결함의 성장이 차단되고 있다.The method according to the present embodiment is similar to the embodiment shown in FIG. 2, but crystal defects (a) are generated at the interface between the undoped semiconductor layer 130 and the first conductivity-type semiconductor layer 142. The growth of crystal defects is blocked in the Si x Al y N 1 -xy 150 formed by nitrogen treatment in FIG. 8C after the formation of SiAl (155).

도 9a 내지 도 9i는 도 4의 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.9A to 9I illustrate an embodiment of a method of manufacturing the light emitting device of FIG. 4.

본 실시예는 수직형 발광소자의 제조방법을 도시하고 있으며, 도 9a에서 제1 도전형 반도체층(142a) 내에서의 결정 결함(a)의 성장과 도 9b에 도시된 SiAl(155) 형성 후 도 9c에서 질소 처리를 하여 형성된 SixAlyN1 -x-y(150)에 의한 결정 결함의 성장이 차단은 도 6a 내지 도 6f에 도시된 실시예와 동일하다.This embodiment shows a method of manufacturing a vertical light emitting device, and after the growth of crystal defects (a) in the first conductivity type semiconductor layer 142a in FIG. 9A and the formation of SiAl 155 shown in FIG. 9B. Blocking growth of crystal defects by Si x Al y N 1 -xy 150 formed by nitrogen treatment in FIG. 9C is the same as the embodiment shown in FIGS. 6A to 6F.

도 9f에서 발광 구조물(140) 위에 오믹층(182)과 반사층(184)과 접합층(186) 및 도전성 지지기판(188)을 형성할 수 있다. 오믹층(182)과 반사층(184)의 조성은 상술한 바와 같으며, 스퍼터링법이나 전자빔 증착법에 의하여 형성될 수 있다.In FIG. 9F, an ohmic layer 182, a reflective layer 184, a bonding layer 186, and a conductive support substrate 188 may be formed on the light emitting structure 140. The composition of the ohmic layer 182 and the reflective layer 184 is as described above, and may be formed by sputtering or electron beam deposition.

반사층(184) 상에 접합층(186)과 도전성 지지기판(188)을 형성할 수 있는데, 도전성 지지기판(188)을 형성시키는 방법은 전기화학적인 금속증착방법이나 유테틱(Eutetic) 메탈을 이용한 본딩 방법 등을 사용하거나, 별도의 접합층(186)을 형성할 수 있다.The bonding layer 186 and the conductive support substrate 188 may be formed on the reflective layer 184. The conductive support substrate 188 may be formed using an electrochemical metal deposition method or an eutectic metal. A bonding method or the like may be used, or a separate bonding layer 186 may be formed.

그리고, 도 9g에 도시된 바와 같이 상기 기판(110)을 분리하다. 기판(110)의 제거는 엑시머 레이저 등을 이용한 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off: LLO)의 방법으로 할 수도 있으며, 건식 및 습식 식각의 방법으로 할 수도 있다.Then, the substrate 110 is separated as shown in FIG. 9G. The substrate 110 may be removed by a laser lift off (LLO) method using an excimer laser or the like, or may be a method of dry and wet etching.

레이저 리프트 오프법을 예로 들면, 기판(110) 방향으로 일정 영역의 파장을 가지는 엑시머 레이저 광을 포커싱(focusing)하여 조사하면, 기판(110)과 발광 구조물(140)의 경계면에 열 에너지가 집중되어 경계면이 갈륨과 질소 분자로 분리되면서 레이저 광이 지나가는 부분에서 순간적으로 기판(110)의 분리가 일어나며, 버퍼층(120)도 함께 분리될 수 있다.For example, when the laser lift-off method focuses and irradiates excimer laser light having a predetermined wavelength in the direction of the substrate 110, heat energy is concentrated on the interface between the substrate 110 and the light emitting structure 140. As the interface is separated into gallium and nitrogen molecules, the substrate 110 may be momentarily separated from the portion where the laser light passes, and the buffer layer 120 may be separated together.

그리고, 도 9h에 도시된 바와 같이 각각의 발광 구조물(140)을 소자 단위로 다이싱(dicing)할 수 있다.As illustrated in FIG. 9H, each of the light emitting structures 140 may be diced in units of devices.

도 9i에 도시된 바와 같이 제1 도전형 반도체층(142)의 표면에 제1 전극(160)을 배치하고, 발광 구조물(140)의 둘레에 패시베이션층(190)을 형성할 수 있는데, 제1 전극(160)과 패시베이션층(190)의 조성은 상술한 바와 동일하다.As shown in FIG. 9I, the first electrode 160 may be disposed on the surface of the first conductivity-type semiconductor layer 142, and the passivation layer 190 may be formed around the light emitting structure 140. The composition of the electrode 160 and the passivation layer 190 is the same as described above.

본 실시예에서, 제1 도전형 반도체층(142) 내에 배치된 SixAlyN1 -x-y(150)는 복수 개의 물방울(droplet)이 거꾸로 배치된 형상이며, 물방울 형상의 크기와 형상은 상술한 실시예에 따른 발광소자와 동일하다.In the present embodiment, the Si x Al y N 1 -xy 150 disposed in the first conductivity-type semiconductor layer 142 is a shape in which a plurality of droplets are disposed upside down, and the size and shape of the droplet shape are described above. It is the same as the light emitting device according to one embodiment.

도 10은 발광소자 패키지의 일 실시예를 나타낸 도면이다.10 is a view showing an embodiment of a light emitting device package.

실시예에 따른 발광소자 패키지(300)는 패키지 몸체(310)와, 상기 패키지 몸체(310)에 설치된 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)과, 상기 패키지 몸체(310)에 설치되어 상기 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)과 전기적으로 연결되는 따른 발광소자(360)와, 상기 발광소자(360)의 표면 또는 측면을 덮는 몰딩부(350)를 포함한다.The light emitting device package 300 according to the embodiment includes a package body 310, a first lead frame 221 and a second lead frame 222 installed on the package body 310, and the package body 310. A light emitting device 360 installed and electrically connected to the first lead frame 221 and the second lead frame 222, and a molding part 350 covering the surface or the side surface of the light emitting device 360. do.

상기 패키지 몸체(310)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광소자(360)의 주위에 경사면이 형성되어 광추출 효율을 높일 수 있다.The package body 310 may include a silicon material, a synthetic resin material, or a metal material. An inclined surface may be formed around the light emitting device 360 to increase light extraction efficiency.

상기 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(360)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)은 상기 발광소자(360)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광소자(360)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The first lead frame 221 and the second lead frame 222 are electrically separated from each other, and provide power to the light emitting device 360. In addition, the first lead frame 221 and the second lead frame 222 may increase the light efficiency by reflecting the light generated from the light emitting device 360, the heat generated by the light emitting device 360 It may also play a role in discharging it to the outside.

상기 발광소자(360)는 상기 패키지 몸체(310) 상에 설치되거나 상기 제1 리드 프레임(321) 또는 제2 리드 프레임(322) 상에 설치될 수 있다. 상기 발광소자(360)는 상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 본 실시예에서 발광소자(360)는 제1 리드 프레임(321)과 도전성 접착층(330)으로 연결되고 제2 리드 프레임(322)과 와이어(340) 본딩되고 있다.The light emitting device 360 may be installed on the package body 310 or on the first lead frame 321 or the second lead frame 322. The light emitting device 360 may be electrically connected to the first lead frame 321 and the second lead frame 322 by any one of a wire method, a flip chip method, or a die bonding method. In the present exemplary embodiment, the light emitting device 360 is connected to the first lead frame 321 and the conductive adhesive layer 330 and is bonded to the second lead frame 322 and the wire 340.

몰딩부(350)는 상기 발광소자(360)를 둘러싸며 보호할 수 있다. 또한, 몰디웁(350)에는 형광체(355)가 포함되어 상기 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The molding part 350 may surround and protect the light emitting device 360. In addition, the maldium 350 may include a phosphor 355 to change the wavelength of the light emitted from the light emitting device 100.

실시예에 따른 발광소자 패키지(300)에서, 발광소자(360)는 상술한 발광소자(100)와 동일하며 발광 구조물 또는 언도프드 반도체층 내에 선택적으로 SixAlyN1 -x-y이 배치되어 결정 결함의 성장이 감소되고, 따라서 발광소자 패키지(300) 전체의 특성이 향상될 수 있다.In the light emitting device package 300 according to the embodiment, the light emitting device 360 is the same as the light emitting device 100 described above, and Si x Al y N 1 -xy is selectively disposed in the light emitting structure or the undoped semiconductor layer. The growth of defects may be reduced, and thus the characteristics of the entire light emitting device package 300 may be improved.

발광소자 패키지(300)는 상술한 실시예들에 따른 발광소자 중 하나 또는 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The light emitting device package 300 may be mounted on one or a plurality of light emitting devices according to the embodiments described above, but the present invention is not limited thereto.

실시 예에 따른 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다. 이하에서는 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 헤드 램프와 백라이트 유닛을 설명한다.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. Such a light emitting device package, a substrate, and an optical member can function as a light unit. Another embodiment may be implemented as a display device, an indicator device, or a lighting system including the semiconductor light emitting device or the light emitting device package described in the above embodiments, and for example, the lighting system may include a lamp or a street lamp. . Hereinafter, a head lamp and a backlight unit will be described as an embodiment of an illumination system in which the above-described light emitting device package is disposed.

도 11은 발광소자 패키지를 포함하는 헤드 램프의 일 실시예를 나타낸 도면이다.11 is a diagram illustrating an embodiment of a head lamp including a light emitting device package.

실시예에 따른 헤드 램프(400)는 발광소자 패키지가 배치된 발광소자 모듈(401)에서 방출된 빛이 리플렉터(402)와 쉐이드(403)에서 반사된 후 렌즈(404)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다.The light emitted from the light emitting device module 401 in which the light emitting device package is disposed is reflected by the reflector 402 and the shade 403 and then transmitted through the lens 404 to the front of the vehicle body You can head.

상술한 바와 같이, 상기 발광소자 모듈(401)에 사용되는 발광소자의 결정 결함이 감소하여, 헤드 램프 전체의 전기적 특성이 향상될 수 있다.As described above, crystal defects of the light emitting device used in the light emitting device module 401 may be reduced, thereby improving electrical characteristics of the entire head lamp.

상기 발광소자 모듈(401)에 포함된 발광소자 패키지는 발광소자를 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.The light emitting device package included in the light emitting device module 401 may include a plurality of light emitting devices, but is not limited thereto.

도 12는 발광소자 패키지를 포함하는 표시장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.12 illustrates an embodiment of a display device including a light emitting device package.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시장치(500)는 광원 모듈과, 바텀 커버(510) 상의 반사판(520)과, 상기 반사판(520)의 전방에 배치되며 상기 광원모듈에서 방출되는 빛을 표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(540)과, 상기 도광판(540)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(550)와 제2 프리즘시트(560)와, 상기 제2 프리즘시트(560)의 전방에 배치되는 패널(570)과 상기 패널(570)의 전반에 배치되는 컬러필터(580)를 포함하여 이루어진다.As shown, the display device 500 according to the present exemplary embodiment includes a light source module, a reflector 520 on the bottom cover 510, and a light disposed in front of the reflector 520 and emitting light emitted from the light source module. In front of the light guide plate 540, the first prism sheet 550 and the second prism sheet 560 disposed in front of the light guide plate 540, and in front of the second prism sheet 560. And a color filter 580 disposed throughout the panel 570.

광원 모듈은 회로 기판(530) 상의 발광소자 패키지(535)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(530)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(535)는 도 13에서 설명한 바와 같다.The light source module comprises a light emitting device package 535 on a circuit board 530. Here, a circuit board (PCB) may be used as the circuit board 530, and the light emitting device package 535 is as described with reference to FIG. 13.

바텀 커버(510)는 표시 장치(500) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 반사판(520)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 도광판(540)의 후면이나, 상기 바텀 커버(510)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.The bottom cover 510 may accommodate components in the display device 500. The reflective plate 520 may be formed as a separate component as shown in the drawing, or may be provided on the rear surface of the light guide plate 540 or on the front surface of the bottom cover 510 with a highly reflective material.

반사판(520)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.The reflector 520 can be made of a material having a high reflectance and can be used in an ultra-thin shape, and a polyethylene terephthalate (PET) can be used.

도광판(540)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(530)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 도광판(540)이 생략되면 에어 가이드 방식의 표시장치가 구현될 수 있다.The light guide plate 540 scatters the light emitted from the light emitting device package module so that the light is uniformly distributed over the entire screen area of the LCD. Accordingly, the light guide plate 530 is made of a material having a good refractive index and transmittance. The light guide plate 530 may be formed of poly methylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), or polyethylene (PE). Also, if the light guide plate 540 is omitted, an air guide display device can be realized.

상기 제1 프리즘 시트(550)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.The first prism sheet 550 is formed on one side of the support film with a translucent and elastic polymer material. The polymer may have a prism layer in which a plurality of steric structures are repeatedly formed. Here, the plurality of patterns may be provided in the stripe type and the valley repeatedly as shown.

상기 제2 프리즘 시트(560)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(550) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(570)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.In the second prism sheet 560, a direction of a floor and a valley of one side of the supporting film may be perpendicular to a direction of a floor and a valley of one side of the supporting film in the first prism sheet 550. This is for evenly distributing the light transmitted from the light source module and the reflective sheet in all directions of the panel 570.

본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(550)과 제2 프리즘시트(560)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.In this embodiment, the first prism sheet 550 and the second prism sheet 560 constitute an optical sheet, which may be made of other combinations, for example, a microlens array or a combination of a diffusion sheet and a microlens array Or a combination of one prism sheet and a microlens array, or the like.

상기 패널(570)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(560) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.A liquid crystal display (LCD) panel may be disposed on the panel 570. In addition to the liquid crystal display panel 560, other types of display devices requiring a light source may be provided.

상기 패널(570)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.In the panel 570, a liquid crystal is positioned between glass bodies, and a polarizing plate is placed on both glass bodies to utilize the polarization of light. Here, the liquid crystal has an intermediate property between a liquid and a solid, and liquid crystals, which are organic molecules having fluidity like a liquid, are regularly arranged like crystals. The liquid crystal has a structure in which the molecular arrangement is changed by an external electric field And displays an image.

표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.A liquid crystal display panel used in a display device is an active matrix type, and a transistor is used as a switch for controlling a voltage supplied to each pixel.

상기 패널(570)의 전면에는 컬러 필터(580)가 구비되어 상기 패널(570)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.A color filter 580 is provided on the front surface of the panel 570 so that only the red, green, and blue light is transmitted through the panel 570 for each pixel.

실시예에 따른 표시장치(500)는 사용되는 발광소자의 결정 결함이 감소하여, 표시 장치 전체의 전기적 특성이 향상될 수 있다.In the display device 500 according to the exemplary embodiment, crystal defects of light emitting devices used may be reduced, thereby improving electrical characteristics of the entire display device.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

100, 360 : 발광소자 110 : 기판
120 : 버퍼층
130, 130a, 130b : 언도프드 반도체층
140 : 발광 구조물
142, 142a, 142b : 제1 도전형 반도체층
144 : 활성층 146 : 제2 도전형 반도체층
150 : SixAlyN1-x-y 160 : 제1 전극
170 : 제2 전극 182 : 오믹층
184 : 반사층 186 : 접합층
188 : 도전성 지지기판
300 : 발광소자 패키지 310 : 패키지 몸체
321 : 제1 리드 프레임 322 : 제2 리드 프레임
330 : 도전성 접착층 340 :와이어
350 : 몰딩부 355 : 형광체
400 : 헤드 램프 410 : 발광소자 모듈
420 : 리플렉터 430 : 쉐이드
440 : 렌즈
800 : 표시장치 810 : 바텀 커버
820 : 반사판 830 : 회로 기판 모듈
840 : 도광판 850, 860 : 제1,2 프리즘 시트
870 : 패널 880 : 컬러필터
100, 360: light emitting element 110: substrate
120: buffer layer
130, 130a, 130b: undoped semiconductor layer
140: light emitting structure
142, 142a, and 142b: first conductive semiconductor layer
144: active layer 146: second conductive semiconductor layer
150: Si x Al y N 1-xy 160: first electrode
170: second electrode 182: ohmic layer
184: reflective layer 186: bonding layer
188: conductive support substrate
300: light emitting device package 310: package body
321: first lead frame 322: second lead frame
330: conductive adhesive layer 340: wire
350 molding unit 355 phosphor
400: head lamp 410: light emitting element module
420: reflector 430: shade
440 lens
800: display device 810: bottom cover
820: reflector 830: circuit board module
840: Light guide plate 850, 860: First and second prism sheet
870 panel 880 color filter

Claims (11)

제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하고, a면으로 성장된 GaN을 포함하는 발광구조물;
상기 발광구조물과 인접하여 배치되고, 상기 제1도전형 반도체층 또는 언도프드 반도체층으로 형성되는 인터레이어(interlayer); 및
상기 인터레이어 내에 배치되는 복수의 돌출부;를 포함하는 발광소자.
A light emitting structure including a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer, and including GaN grown to a surface;
An interlayer disposed adjacent to the light emitting structure and formed of the first conductive semiconductor layer or the undoped semiconductor layer; And
And a plurality of protrusions disposed in the interlayer.
제1항에 있어서,
상기 돌출부는 적어도 하나 이상의 곡률을 갖는 경사면을 포함하는 발광 소자.
The method of claim 1,
The protrusion includes a sloped surface having at least one curvature.
제1항에 있어서,
상기 인터레이어 내의 돌출부는 상기 발광 구조물을 형성하는 a면 GaN 상에 드롭(drop)된 액체 상태의 SixAl1 -x 또는 SixAu1 - x 를 질화시켜 형성된 고체 상태의 SixAlyN1-x-y 또는 SixAuyN1 -x-y를 포함하는 발광 소자.
The method of claim 1,
The protrusions in the interlayer are solid state Si x Al y N formed by nitriding a liquid state Si x Al 1- x or Si x Au 1 - x dropped on a plane GaN forming the light emitting structure. A light emitting device comprising 1-xy or Si x Au y N 1 -xy .
제3항에 있어서,
상기 액체 상태의 SixAl1 -x 또는 SixAu1 -x는 유테틱 온도 이상에서 드롭되는 발광 소자.
The method of claim 3,
Si x Al 1- x or Si x Au 1- x in the liquid state is a light emitting device that is dropped above the eutectic temperature.
제3항에 있어서,
상기 액체 상태의 SixAl1 -x 또는 SixAu1 -x의 질화 또는 상기 발광 구조물의 성장은 1100°C 이하에서 수행되는 발광 소자.
The method of claim 3,
The nitride of the Si x Al 1- x or Si x Au 1- x of the liquid state or the growth of the light emitting structure is carried out at 1100 ° C or less.
제1항에 있어서,
상기 돌출부는 나노 미터 스케일(scale) 내지 마이크로 미터 스케일인 발광소자.
The method of claim 1,
The protrusion is a light emitting device of the nanometer scale (micrometer scale) to micrometer scale.
제1항에 있어서,
기판 및, 상기 기판과 제1 도전형 반도체층 사이에 배치된 버퍼층을 더 포함하고,
상기 제1 도전형 반도체층 내에서 상기 버퍼층과의 경계면으로부터 상기 돌출부 사이에 결정 결함이 형성된 발광소자.
The method of claim 1,
And a buffer layer disposed between the substrate and the first conductive semiconductor layer.
And a crystal defect formed between the protrusions and the interface with the buffer layer in the first conductivity type semiconductor layer.
제 1 항에 있어서,
상기 기판은 R-면 사파이어 기판인 발광소자.
The method of claim 1,
The substrate is a light emitting device R-plane sapphire substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 도전형 반도체층 내에서 상기 언도프드 반도체층과의 경계면으로부터 상기 돌출부 사이에 결정 결함이 형성된 발광소자.
The method of claim 1,
And a crystal defect formed between the protrusions in the first conductive semiconductor layer from an interface with the undoped semiconductor layer.
제 1 항에 있어서,
상기 돌출부는 상기 제1 도전형 반도체층의 표면으로부터 이격되어 배치된 발광소자.
The method of claim 1,
The protrusion part is spaced apart from the surface of the first conductivity type semiconductor layer.
제 1 항에 있어서,
상기 돌출부는 상기 언도프드 반도체층의 표면으로부터 이격되어 배치된 발광소자.
The method of claim 1,
The protrusion is disposed apart from the surface of the undoped semiconductor layer.
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