KR20130053169A - Light-emitting device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A light emitting device is provided to improve internal quantum efficiency by doping a barrier layer near a well layer of an active layer with dopants of high density. CONSTITUTION: An active layer includes a plurality of well layers, a first barrier layer, and a second barrier layer which are alternatively formed on a first conductive semiconductor layer(16). A second conductive semiconductor layer(18) is formed on the active layer. The first barrier layer is contacted with the second conductive semiconductor layer. A first well is formed between the first barrier layer and the second barrier layer. The second barrier layer has dopants of high density.

Description

발광 소자{Light-emitting device}Light-emitting device

실시예는 발광 소자에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting device.

발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자이다. 발광 다이오드는 고 휘도를 갖는 광을 얻을 수 있어, 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 폭넓게 사용되고 있으며, 형광 물질을 이용하거나 다양한 색의 발광 다이오드를 조합함으로써 효율이 우수한 백색 광을 발광하는 발광 다이오드도 구현이 가능하다.Light emitting diodes (LEDs) are semiconductor light emitting devices that convert current into light. The light emitting diode can obtain light having high luminance, and is widely used as a light source for a display, a light source for an automobile, and a light source for an illumination, and emits white light having high efficiency by using a fluorescent material or by combining light emitting diodes of various colors. Diodes can also be implemented.

발광 다이오드의 휘도 및 성능을 더욱 향상시키기 위해 광 추출 구조를 개선하는 방법, 활성층의 구조를 개선하는 방법, 전류 퍼짐을 향상하는 방법, 전극의 구조를 개선하는 방법, 발광 다이오드 패키지의 구조를 개선하는 방법 등 다양한 방법들이 시도되고 있다. How to improve the light extraction structure to further improve the brightness and performance of the light emitting diode, how to improve the structure of the active layer, how to improve the current spreading, how to improve the structure of the electrode, to improve the structure of the light emitting diode package Various methods, including the method, have been tried.

실시예는 새로운 구조를 가지는 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device having a novel structure.

실시예는 품질과 신뢰성이 향상된 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device having improved quality and reliability.

실시예는 광 효율이 향상된 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device having improved light efficiency.

실시예에 따르면, 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 서로 교대로 형성된 다수의 배리어층들과 다수의 웰 층들을 포함하는 활성층; 및 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 배리어층들 중 적어도 하나 이상의 배리어층은 도펀트를 포함한다. According to an embodiment, the light emitting element includes a first conductivity type semiconductor layer; An active layer including a plurality of barrier layers and a plurality of well layers alternately formed on the first conductive semiconductor layer; And a second conductive semiconductor layer formed on the active layer, wherein at least one of the barrier layers includes a dopant.

실시예에 따르면, 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층; 제2 도전형 반도체층; 및 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 서로 교대로 형성된 다수의 배리어층들과 다수의 웰 층들을 포함하는 활성층을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층에 접하여 제1 배리어층이 형성되고, 상기 제1 배리어층으로부터 이격되어 제2 배리어층이 형성되고, 상기 제1 및 제2 배리어층 사이에 제1 웰 층이 형성되며, 상기 제2 배리어층은 캐리어를 통과시키기 위한 터널 영역을 형성하기 위해 고 농도의 도펀트를 포함한다.According to an embodiment, the light emitting element includes a first conductivity type semiconductor layer; A second conductivity type semiconductor layer; And an active layer including a plurality of barrier layers and a plurality of well layers alternately formed between the first and second conductive semiconductor layers, wherein a first barrier layer is formed in contact with the second conductive semiconductor layer. And a second barrier layer spaced apart from the first barrier layer, a first well layer is formed between the first and second barrier layers, and the second barrier layer forms a tunnel region for passing a carrier. High concentrations of dopant to form.

실시예는 활성층의 웰 층에 인접한 배리어층에 고농도의 도펀트로 도핑함으로써, 내부 양자 효율이 향상될 수 있다. Embodiments may improve internal quantum efficiency by doping with a high concentration of dopant in the barrier layer adjacent to the well layer of the active layer.

도 1은 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 활성층을 확대한 단면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 에너지 밴드 다이어그램에서 터널 통로(tunnel path)가 형성되는 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 비교예와 실시예의 내부 양자 효율을 보여주는 그래프이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 7은 제3 실시에에 따른 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다.
1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an active layer of the light emitting device of FIG. 1.
3 is a diagram illustrating an energy band diagram of the light emitting device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a view illustrating a tunnel path formed in the energy band diagram of FIG. 3.
5 is a graph showing the internal quantum efficiency of Comparative Examples and Examples.
6 is a diagram illustrating an energy band diagram of the light emitting device according to the second embodiment.
7 is a diagram illustrating an energy band diagram of the light emitting device according to the third embodiment.

발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In describing an embodiment according to the invention, in the case of being described as being formed "above" or "below" each element, the upper (upper) or lower (lower) Directly contacted or formed such that one or more other components are disposed between the two components. In addition, when expressed as "up (up) or down (down)" may include the meaning of the down direction as well as the up direction based on one component.

도 1은 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment.

도 1을 참고하면, 실시예에 따른 발광 소자(10)는 기판(12) 및 상기 기판(12) 상에 형성된 발광 구조물(15)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the light emitting device 10 according to the embodiment includes a substrate 12 and a light emitting structure 15 formed on the substrate 12.

상기 발광 구조물(15)은 III-V족 원소의 화합물 반도체 재료로 형성된 다수의 화합물 반도체층들을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조물(15)은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy) 및 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 중 어느 하나를 이용하여 성장하여 형성될 수 있다. The light emitting structure 15 may include a plurality of compound semiconductor layers formed of a compound semiconductor material of group III-V elements. The light emitting structure 15 may include metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma chemical vapor deposition (PECVD), and molecular beam growth (MBE). It may be formed by growing using any one of a Molecular Beam Epitaxy) and a Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE).

예컨대, 상기 발광 구조물(15)은 제1 도전형 반도체층(16), 활성층(20) 및 제2 도전형 반도체층(18)을 포함할 수 있다.For example, the light emitting structure 15 may include a first conductive semiconductor layer 16, an active layer 20, and a second conductive semiconductor layer 18.

상기 제1 도전형 반도체층(16)은 상기 기판(12) 상에 형성되고, 상기 활성층(20)은 상기 제1 도전형 반도체층(16) 상에 형성되며, 상기 제2 도전형 반도체층(18)은 상기 활성층(20) 상에 형성될 수 있다. The first conductivity type semiconductor layer 16 is formed on the substrate 12, the active layer 20 is formed on the first conductivity type semiconductor layer 16, and the second conductivity type semiconductor layer ( 18 may be formed on the active layer 20.

상기 기판(12)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다.The substrate 12 may be formed of at least one selected from the group consisting of sapphire (Al 2 O 3 ), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, and Ge.

상기 기판(12)과 상기 발광 구조물(15), 구체적으로 상기 제1 도전형 반도체층(16) 사이에 버퍼층(14)이 형성될 수 있다. A buffer layer 14 may be formed between the substrate 12 and the light emitting structure 15, specifically, the first conductive semiconductor layer 16.

상기 버퍼층(14) 또한 앞서 설명한 III-V족 원소의 화합물 반도체 재질로 형성될 수 있다. The buffer layer 14 may also be formed of the compound semiconductor material of the III-V group element described above.

상기 버퍼층(14)은 상기 제1 도전형 반도체층(16)과 상기 기판(12) 사이의 격자 상수 차이(lattice constant difference)를 완화하기 위한 형성될 수도 있다. The buffer layer 14 may be formed to mitigate a lattice constant difference between the first conductivity type semiconductor layer 16 and the substrate 12.

상기 버퍼층(14)은 상기 제1 도전형 반도체층(16)과 상기 기판(12) 사이의 격자 상부 차이를 보다 정밀하게 완화시켜, 이후에 형성되는 상기 제1 도전형 반도체층(16), 상기 활성층(20) 및 상기 제2 도전형 반도체층(18)에 크랙(cracks)과 같은 결함이 발생되지 않도록 하기 위해, 다수의 층들이 형성될 수 있다.The buffer layer 14 more precisely mitigates the difference in the lattice top between the first conductive semiconductor layer 16 and the substrate 12, thereby forming the first conductive semiconductor layer 16, In order to prevent defects such as cracks from occurring in the active layer 20 and the second conductive semiconductor layer 18, a plurality of layers may be formed.

예컨대, 서로 상이한 mol%의 In을 포함하는 Al1-xInxN을 갖는 다수의 층들을 포함하는 상기 버퍼층(14)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.For example, the buffer layer 14 including a plurality of layers having Al 1-x In x N including different mol% of In may be formed, but is not limited thereto.

예컨대, 상기 버퍼층(14)은 어떠한 도펀트도 포함하지 않거나 n형 도펀트를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 n형 도펀트는 예컨대, Si, Ge, Sn 등을 포함할 수 있다. For example, the buffer layer 14 may not include any dopant or include an n-type dopant, but is not limited thereto. The n-type dopant may include, for example, Si, Ge, Sn, or the like.

상기 버퍼층(14)으로 인해 이후에 형성되는 제1 도전형 반도체층(16)은 상기 기판(12)과의 격자 상수 차이가 완화되므로, 어떠한 결함, 예컨대 크랙(cracks) 또는 보이드(voids) 없이 안정적으로 형성될 수 있다.The first conductive semiconductor layer 16 formed later by the buffer layer 14 has a lattice constant difference with the substrate 12 to be alleviated, so that it is stable without any defects such as cracks or voids. It can be formed as.

상기 제1 도전형 반도체층(16)은 예를 들어, n형 도펀트를 포함하는 n형 반도체층일 수 있다. 상기 n형 반도체층은 III-V족 원소의 화합물 반도체 재질에 의해 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가질 수 있다. 이러한 조성식에 의해, 상기 제1 도전형 반도체층(16)으로서 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 및 AlInN로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나가 형성될 수 있다. 상기 n형 도펀트는 Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트를 포함할 수 있다. The first conductive semiconductor layer 16 may be, for example, an n-type semiconductor layer including an n-type dopant. The n-type semiconductor layer has a composition formula of In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) based on the compound semiconductor material of the group III-V element. Can have By the composition formula, at least one selected from the group consisting of, for example, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, and AlInN may be formed as the first conductive semiconductor layer 16. The n-type dopant may include an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, or the like.

상기 제1 도전형 반도체층(16) 상에는 상기 활성층(20)이 형성될 수 있다.The active layer 20 may be formed on the first conductivity type semiconductor layer 16.

상기 활성층(20)은 상기 제1 도전형 반도체층(16)을 통해서 주입되는 제1 캐리어(carrier), 예컨대 전자 또는 정공과 상기 제2 도전형 반도체층(18)을 통해서 주입되는 제2 캐리어, 예컨대 정공 또는 전자가 서로 결합되어, 상기 활성층(20)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 상응하는 파장을 갖는 빛을 방출하는 층이다. The active layer 20 may include a first carrier injected through the first conductive semiconductor layer 16, for example, a second carrier injected through electrons or holes and the second conductive semiconductor layer 18. For example, holes or electrons are bonded to each other to emit light having a wavelength corresponding to a band gap difference of an energy band according to a material forming the active layer 20.

실시예의 활성층(20)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 및 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 활성층(20)은 III-V족 원소의 화합물 반도체들을 우물층과 장벽층의 주기로 반복 형성된 다중 양자 구조를 가질 수 있다. The active layer 20 of the embodiment may include any one of a single quantum well structure, a multi quantum well structure (MQW), a quantum dot structure, and a quantum line structure. The active layer 20 may have a multi-quantum structure in which compound semiconductors of group III-V elements are repeatedly formed in a cycle of a well layer and a barrier layer.

예를 들면 InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기, InGaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기, InGaN우물층/InGaN 장벽층의 주기 등으로 형성될 수 있다. 상기 장벽층의 밴드 갭은 상기 우물층의 밴드 갭보다 크게 형성될 수 있다.For example, it may be formed by a period of the InGaN well layer / GaN barrier layer, a period of the InGaN well layer / AlGaN barrier layer, or a period of the InGaN well layer / InGaN barrier layer. The band gap of the barrier layer may be larger than the band gap of the well layer.

실시예의 활성층(20)은 나중에 보다 상세히 설명하기로 한다. The active layer 20 of the embodiment will be described later in more detail.

상기 활성층(20) 상에 상기 제2 도전형 반도체층(18)이 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(18)은 예를 들어, p형 도펀트를 포함하는 p형 반도체층일 수 있다. 상기 p형 반도체층은 III-V족 원소의 화합물 반도체 재질에 의해 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가질 수 있다. 이러한 조성식에 의해, 상기 제2 도전형 반도체층(18)으로서 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 및 AlInN로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나가 형성될 수 있다. 상기 p형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다. The second conductivity type semiconductor layer 18 may be formed on the active layer 20. The second conductive semiconductor layer 18 may be, for example, a p-type semiconductor layer including a p-type dopant. The p-type semiconductor layer has a composition formula of In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) by using a compound semiconductor material of group III-V elements. Can have By the composition formula, at least one selected from the group consisting of, for example, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, and AlInN may be formed as the second conductive semiconductor layer 18. The p-type dopant may include Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, and the like.

통상적으로, 전자의 이동도는 정공의 이동도에 비해 매우 높다. 상기 제1 도전형 반도체층(16)이 n형 도펀트를 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층(18)이 p형 도펀트를 포함하는 경우, 제1 도전형 반도체층(16)의 전자들은 신속히 활성층(20)으로 공급되는데 반해, 상기 제2 도전형 반도체층(18)의 정공들은 비교적 느리게 활성층(20)으로 공급된다. 이에 따라, 활성층(20)에는 정공들에 비해 상대적으로 전자들이 많고, 정공과 재결합(recombination)하지 못하는 전자들 중 일부 전자들은 활성층(20)에 머무르지 못하고 제2 도전형 반도체층(18)으로 이동하게 된다. 상기 활성층(20)에서 정공과의 재결합에 관여하지 못하고 제2 도전형 반도체층(18)으로 이동된 전자들에 의해 누설전류가 발생하게 된다.Typically, the mobility of electrons is very high compared to the mobility of holes. When the first conductivity-type semiconductor layer 16 includes an n-type dopant and the second conductivity-type semiconductor layer 18 includes a p-type dopant, electrons of the first conductivity-type semiconductor layer 16 are rapidly While supplied to the active layer 20, holes of the second conductive semiconductor layer 18 are supplied to the active layer 20 relatively slowly. Accordingly, the active layer 20 has more electrons than holes, and some of the electrons which cannot be recombined with the holes do not stay in the active layer 20 and are transferred to the second conductive semiconductor layer 18. Will move. In the active layer 20, leakage current is generated by electrons that are not involved in recombination with holes and are moved to the second conductive semiconductor layer 18.

이러한 전자들에 의한 누설전류를 방지하기 위해 상기 활성층(20)과 상기 제2 도전형 반도체층(18) 사이에 차단층(17)이 형성될 수 있다.A blocking layer 17 may be formed between the active layer 20 and the second conductive semiconductor layer 18 to prevent leakage currents caused by the electrons.

상기 차단층(17)은 III-V족 원소의 화합물 반도체 재질로 형성될 수 있다. The blocking layer 17 may be formed of a compound semiconductor material of a III-V group element.

상기 차단층(17)은 상기 활성층(20)의 전자들이 상기 제2 도전형 반도체층(18)으로 이동되지 않도록 하기 위해, 적어도 상기 활성층(20)의 에너지 밴드갭보다 큰 반도체 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 차단층(17)은 AlN, AlGaN 및 AlGaInN로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. The blocking layer 17 may be formed of at least a semiconductor material larger than an energy band gap of the active layer 20 so that electrons of the active layer 20 do not move to the second conductive semiconductor layer 18. have. For example, the blocking layer 17 may be formed of at least one selected from the group consisting of AlN, AlGaN, and AlGaInN.

상기 차단층(17)은 어떠한 도펀트도 포함되지 않거나 p형 도펀트를 포함할 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 p형 도펀트는 예컨대, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다. The blocking layer 17 may not include any dopant or may include a p-type dopant, but is not limited thereto. The p-type dopant may include, for example, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, and the like.

상기 활성층(20)의 전자들은 상기 활성층(20)의 에너지 밴드갭보다 큰 차단층(17)에 의해 상기 제2 도전형 반도체층(18)으로 이동되지 않고 활성층(20)에 머무르게 된다. The electrons of the active layer 20 do not move to the second conductive semiconductor layer 18 by the blocking layer 17 larger than the energy band gap of the active layer 20, and remain in the active layer 20.

도시되지 않았지만, 상기 제2 도전형 반도체층(18) 상에는 투명 도전층이 형성될 수 있다. 상기 투명전극층은 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. Although not shown, a transparent conductive layer may be formed on the second conductive semiconductor layer 18. The transparent electrode layer includes ITO, IZO (In-ZnO), GZO (Ga-ZnO), AZO (Al-ZnO), AGZO (Al-Ga ZnO), IGZO (In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx / ITO , Ni / IrOx / Au and Ni / IrOx / Au / ITO.

한편, 상기 투명 도전층 대신 반사 도전층(미도시)이 형성될 수도 있다. 상기 반사 도전층은 반사 효율이 높은 은(Ag), 알루미늄(Al), 백금(Pt) 및 팔라딘(Pd)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. Meanwhile, a reflective conductive layer (not shown) may be formed instead of the transparent conductive layer. The reflective conductive layer may include at least one selected from the group consisting of silver (Ag), aluminum (Al), platinum (Pt), and paladin (Pd) having high reflection efficiency.

도시되지 않았지만, 상기 제2 도전형 반도체층(18) 상에는 제1 전극(미도시)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(16)의 일부가 노출된 영역에 제2 전극(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극은 발광 소자(10)에 전원을 제공한다. 이러한 구조는 수평형 구조(lateral structure)라 명명될 수 있다. 실시예는 수평형 구조 이외에 수직형 구조(vertical structure)나 플립형 구조(flip-chip structure)에도 적용될 수 있다.Although not shown, a first electrode (not shown) may be formed on the second conductive semiconductor layer 18. In addition, a second electrode (not shown) may be formed in a region where a portion of the first conductivity type semiconductor layer 16 is exposed. The first and second electrodes provide power to the light emitting device 10. Such a structure may be referred to as a lateral structure. The embodiment may be applied to a vertical structure or a flip-chip structure in addition to the horizontal structure.

상기 제2 전극을 형성하기 전에, 상기 제1 도전형 반도체층(16)이 노출되도록 메사 에칭(Mesa Etching)을 수행될 수 있다. Before forming the second electrode, mesa etching may be performed to expose the first conductivity-type semiconductor layer 16.

도 2는 도 1의 발광 소자의 활성층을 확대한 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an active layer of the light emitting device of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 실시예에 따른 활성층(20)은 다중 양자 우물 구조(MQW)로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the active layer 20 according to the embodiment may be formed of a multi quantum well structure (MQW).

상기 활성층(20)은 다수의 웰 층(24_1, 24_2, ..., 24_(n-2), 24_n)과 다수의 배리어층(22_1, 22_2, ..., 22_(n-1), 22_n)이 상기 제1 도전형 반도체층(16) 상에 교대로 적층 형성될 수 있다. The active layer 20 includes a plurality of well layers 24_1, 24_2,..., 24_ (n-2), 24_n and a plurality of barrier layers 22_1, 22_2,..., 22_ (n-1), 22_n ) May be alternately stacked on the first conductivity type semiconductor layer 16.

예컨대, 상기 제1 도전형 반도체층(16)이 n형 도펀트를 포함하는 경우, 상기 제1 도전형 반도체층(16)에 접하여 웰 층(24_n)이 형성될 수 있다.For example, when the first conductivity type semiconductor layer 16 includes an n-type dopant, the well layer 24_n may be formed in contact with the first conductivity type semiconductor layer 16.

예컨대, 상기 제2 도전형 반도체층(18)이 p형 도펀트를 포함하는 경우, 상기 제2 도전형 반도체층(18)에 접하여 배리어층(22_1)이 형성될 수 있다. For example, when the second conductivity-type semiconductor layer 18 includes a p-type dopant, the barrier layer 22_1 may be formed in contact with the second conductivity-type semiconductor layer 18.

실시예에서는 상기 활성층(20)과 상기 제2 도전형 반도체층(18) 사이에 차단층(17)이 형성되므로, 상기 차단층(17)에 접하여 배리어층(22_1)이 형성될 수 있다. In the embodiment, since the blocking layer 17 is formed between the active layer 20 and the second conductive semiconductor layer 18, the barrier layer 22_1 may be formed in contact with the blocking layer 17.

예컨대, 상기 차단층(17)으로부터 제1 배리어층(22_1), 제1 웰 층(24_1), 제2 배리어층(22_2), 제2 웰 층(24_2), 제3 배리어층(22_3), 제3 웰 층(24_3), 제4 배리어층(22_4), ..., 제(n-2) 배리어층(22_(n-2)), 제(n-2) 웰 층(24_(n-2)), 제(n-1) 배리어층(22_(n-1)), 제(n-1) 웰 층(24_(n-1), 제n 배리어층(22_n) 및 제n 웰 층(24_n)이 교대로 또는 번갈아 배치될 수 있다. For example, the first barrier layer 22_1, the first well layer 24_1, the second barrier layer 22_2, the second well layer 24_2, the third barrier layer 22_3, and the first barrier layer 22_1 may be formed from the blocking layer 17. 3 well layer 24_3, fourth barrier layer 22_4, ..., (n-2) th barrier layer 22_ (n-2), (n-2) th well layer 24_ (n-2) ), (N-1) th barrier layer 22_ (n-1), (n-1) th well layer 24_ (n-1), nth barrier layer 22_n, and nth well layer 24_n ) May be alternately or alternately placed.

상기 제n 웰 층(24_n)은 상기 제1 도전형 반도체층(16)에 접할 수 있다. The nth well layer 24_n may be in contact with the first conductivity type semiconductor layer 16.

상기 제1 도전형 반도체층(16)의 전자들이 상기 활성층(20)으로 용이하게 공급되도록 상기 제1 도전형 반도체층(16)에 접하여 제n 웰 층(24_n)이 형성될 수 있다. The n-th well layer 24_n may be formed in contact with the first conductivity-type semiconductor layer 16 so that electrons of the first conductivity-type semiconductor layer 16 are easily supplied to the active layer 20.

상기 제1 배리어층(22_1)은 상기 제1 배리어층(22_1)에 접하는 제1 웰 층(24_1)에 있는 전자들이 상기 제2 도전형 반도체층(18)으로 이동되지 못하게 하는 장벽으로서의 역할을 할 수 있다. The first barrier layer 22_1 may serve as a barrier to prevent electrons in the first well layer 24_1 contacting the first barrier layer 22_1 from being transferred to the second conductivity type semiconductor layer 18. Can be.

상기 다수의 배리어층(22_1, 22_2, ..., 22_(n-1), 22_n)의 두께는 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있다. 상기 다수의 웰 층(24_1, 24_2, ..., 24_(n-2), 24_n)의 두께는 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있다. The thicknesses of the plurality of barrier layers 22_1, 22_2,..., 22_ (n-1) and 22_n may be the same or different from each other. The thicknesses of the plurality of well layers 24_1, 24_2,..., 24_ (n-2) and 24_n may be the same or different from each other.

상기 배리어층(22_1, 22_2, ..., 22_(n-1), 22_n)의 두께와 상기 웰 층(24_1, 24_2, ..., 24_(n-2), 24_n)의 두께는 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있다.The thicknesses of the barrier layers 22_1, 22_2,..., 22_ (n-1), 22_n and the well layers 24_1, 24_2,..., 24_ (n-2), 24_n are the same. May be different from each other.

도 3에 도시한 바와 같이, 다수의 배리어층(22_1, 22_2, ..., 22_(n-1), 22_n)은 다수의 웰 층(24_1, 24_2, ..., 24_(n-2), 24_n)보다 큰 밴드 갭을 가질 수 있다. As shown in FIG. 3, the plurality of barrier layers 22_1, 22_2,..., 22_ (n-1), 22_n may include the plurality of well layers 24_1, 24_2,..., 24_ (n-2). , 24_n).

도 3에는 전도대(conduction band) 에너지 다이어그램만을 도시하고 있지만, 에너지 준위를 기준으로 전도대와 대칭된 밸런스 밴드(valance band) 에너지 다이어그램도 존재한다.Although only the conduction band energy diagram is shown in FIG. 3, there is also a balance band energy diagram symmetrical with the conduction band based on the energy level.

밸런스 밴드 에너지 다이어그램과 전도대 에너지 다이어그램이 동일한 형상을 가지기 때문에, 설명의 편의를 위해 전도대 에너지 다이어그램을 도시하고 있다.Since the balance band energy diagram and the conduction band energy diagram have the same shape, the conduction band energy diagram is shown for ease of explanation.

상기 제1 도전형 반도체층(16)의 전자들은 상기 제1 도전형 반도체층(16)과 인접한 활성층(20)의 제n 웰 층(24_n)부터 채워나갈 수 있다. 예컨대, 전자들이 활성층(20)의 제n 웰 층(24_n)에 채워지고, 상기 제n 웰 층(24_n)이 채워지면 제n 배리어층(22_n)을 넘어 제(n-1) 웰 층(24_(n-1))에 채워질 수 있다. 이와 같은 방식으로, 활성층(20)의 각 웰 층(24_1, 24_2, ..., 24_(n-2), 24_n)에 전자들이 채워지고, 이들 전자들은 밸런스 밴드에 존재하는 정공들과 재결합하여 광이 생성될 수 있다. Electrons of the first conductivity type semiconductor layer 16 may be filled from the nth well layer 24_n of the active layer 20 adjacent to the first conductivity type semiconductor layer 16. For example, when electrons are filled in the nth well layer 24_n of the active layer 20, and when the nth well layer 24_n is filled, the (n-1) th well layer 24_ exceeds the nth barrier layer 22_n. (n-1)). In this manner, electrons are filled in each well layer 24_1, 24_2,..., 24_ (n-2), 24_n of the active layer 20, and these electrons recombine with holes present in the balance band. Light may be generated.

통상적으로 광량이 제일 많이 생성되는 곳은 상기 제2 도전형 반도체층(18) 또는 상기 차단층(17)에 인접한 제1 웰 층(24_1)일 수 있다. Typically, the location where the greatest amount of light is generated may be the second well-type semiconductor layer 18 or the first well layer 24_1 adjacent to the blocking layer 17.

하지만, 제1 웰 층(24_1)에 인접한 제2 배리어층(22_2)에 의해 전자들이 상기 제1 웰 층(24_1)으로 이동되기가 용이하지 않게 된다.However, electrons are not easily moved to the first well layer 24_1 by the second barrier layer 22_2 adjacent to the first well layer 24_1.

실시예는 이러한 문제를 해소하기 위해, 상기 제2 배리어층(22_2)는 고 농도로 도핑된 도펀트를 포함할 수 있다. In order to solve this problem, the second barrier layer 22_2 may include a dopant doped at a high concentration.

상기 도펀트는 n형 도펀트 또는 p형 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 n형 도펀트는 Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 p형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다. The dopant may include an n-type dopant or a p-type dopant. The n-type dopant may include an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, or the like. The p-type dopant may include Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, and the like.

다시 말해, 상기 제1 배리어층(22_1)과 상기 제3 배리어층 내지 제n 배리어층(22_3 내지 22_n)은 어떠한 도펀트도 포함하지 않고, 오직 제2 배리어층(22_n)만이 고 농도로 도핑된 도펀트를 포함할 수 있다.In other words, the first barrier layer 22_1 and the third to n-th barrier layers 22_3 to 22_n do not include any dopants, and only the second barrier layer 22_n is doped at a high concentration. It may include.

이러한 고 농도로 도핑된 도펀트에 의해 제2 배리어층(22_2)은 도 4에 도시한 바와 같이, 에너지 밴드가 휘어지게 될 수 있다. 즉, 제2 배리어층(22_2)의 에너지 밴드가 상기 제1 웰 층(24_1)에 인접하여 피크점을 가지고, 이 피크점으로부터 오목한 곡선으로 휘어지게 된다. 이에 따라, 이 피크 점을 중심으로 전자가 터널링 효과에 의해 통과될 수 있는 터널 영역(tunnel region)(A)이 형성될 수 있다. By the dopant doped to such a high concentration, the energy barrier of the second barrier layer 22_2 may be bent, as shown in FIG. 4. That is, the energy band of the second barrier layer 22_2 has a peak point adjacent to the first well layer 24_1 and is curved in a concave curve from the peak point. Accordingly, a tunnel region A in which electrons can pass through the tunneling effect can be formed around this peak point.

제2 배리어층(22_2)의 에너지 밴드가 오목한 곡선으로 휘어짐에 따라 터널 영역(A)의 폭(w)이 좁아지게 되어, 전자들이 상기 터널 영역(A)으로 통과될 수 있다. As the energy band of the second barrier layer 22_2 is bent in a concave curve, the width w of the tunnel region A becomes narrow, so that electrons may pass through the tunnel region A. FIG.

통상적으로 전자는 배리어층의 에너지 밴드를 타고 다음 웰 층으로 넘어가야 하는데, 배리어층의 에너지 밴드가 웰 층에 가까울수록 높아지기 때문에 전자들이 배리어층의 에너지 밴드를 넘어가기가 용이하지 않다. Typically, the electrons must pass through the energy band of the barrier layer to the next well layer, which is not easy for the electrons to cross the energy layer of the barrier layer because the energy band of the barrier layer increases closer to the well layer.

이에 반해, 실시예에서는 전자들이 제2 배리어(22_n)의 에너지 밴드를 넘어가는 대신에 제2 배리어층(22_2)에 형성된 터널 영역(A)을 통과하여 다음 웰 층, 예컨대 제1 웰 층(24_1)로 이동하므로, 전자들이 보다 용이하게 제1 웰 층(24_1)으로 이동될 수 있다. 이와 같이, 제1 웰 층(24_1)으로 보다 용이하게 전자들이 제공되므로, 정공들과의 재결합 확률이 많아지게 되어, 궁극적으로 내부 양자 효율(internal quantum efficiency)이 향상될 수 있다.In contrast, in the embodiment, electrons pass through the tunnel region A formed in the second barrier layer 22_2 instead of crossing the energy band of the second barrier 22_n, and the next well layer, for example, the first well layer 24_1. Electrons may move to the first well layer 24_1 more easily. As such, since electrons are more easily provided to the first well layer 24_1, the probability of recombination with the holes increases, and ultimately, an internal quantum efficiency may be improved.

도 5에 도시한 바와 같이, 비교예는 제2 배리어층(22_2)에 어떠한 도펀트도 포함되지 않은 경우이고, 실시예는 제2 배리어층(22_2)에 고 농도의 도펀트가 포함되는 경우를 나타낸다.As shown in FIG. 5, the comparative example is a case where no dopant is included in the second barrier layer 22_2, and the embodiment shows a case where a high concentration of dopant is included in the second barrier layer 22_2.

비교예와 실시예 모두 전류 밀도가 증가할수록 내부 양자 효율은 증가하고, 어느 시점부터는 내부 양자 효율이 포화(saturation)되는 것을 알 수 있다.In both Comparative Examples and Examples, as the current density increases, the internal quantum efficiency increases, and from some point, the internal quantum efficiency is saturated.

하지만, 모든 전류 밀도에 대해 내부 양자 효율이 비교예보다 실시예에서 더 높게 나타남을 알 수 있다.However, it can be seen that the internal quantum efficiency is higher in the examples than in the comparative examples for all current densities.

따라서, 실시예는 활성층(20)의 제1 웰 층(24_1)에 인접한 제2 배리어층(22_2)에 고농도의 도펀트로 도핑함으로써, 내부 양자 효율이 향상될 수 있다. Accordingly, in some embodiments, the internal quantum efficiency may be improved by doping the second barrier layer 22_2 adjacent to the first well layer 24_1 of the active layer 20 with a high concentration of dopant.

예컨대, 전자들이 통과될 수 있는 폭(w)을 갖는 터널 영역(A)을 형성하기 위해, 상기 제2 배리어층(22_2)에 포함된 도펀트의 도즈량은 9E17~3E18의 범위를 가질 수 있다. For example, to form a tunnel region A having a width w through which electrons can pass, the dose of the dopant included in the second barrier layer 22_2 may be in the range of 9E17 to 3E18.

상기 제2 배리어층(22_2)의 도펀트의 도즈량이 9E17 이하가 되면, 전자들이 통과될 수 있는 폭(w)보다 커지게 되어, 전자들이 통과될 수 없게 된다.When the dose of the dopant of the second barrier layer 22_2 is less than or equal to 9E17, the dose of the dopant of the second barrier layer 22_2 becomes larger than the width w through which electrons can pass, so that electrons cannot pass.

상기 제2 배리어층(22_2)의 도펀트의 도즈량이 3E18 이상이 되면, 제2 배리어층(22_2)의 막질 자체의 결정성이 파손될 수 있다. When the dose of the dopant of the second barrier layer 22_2 is 3E18 or more, the crystallinity of the film quality of the second barrier layer 22_2 may be damaged.

한편, 이하의 제2 및 제3 실시예에 따른 발광 소자에서는 활성층(20)의 제1 배리어층(22_1)을 제외한 나머지 배리어층들, 즉 제2 배리어층 내지 제n 배리어층(22_2 내지 22_n) 모두가 도펀트를 포함할 수 있다.Meanwhile, in the light emitting devices according to the second and third embodiments, the remaining barrier layers except for the first barrier layer 22_1 of the active layer 20, that is, the second barrier layer to the nth barrier layers 22_2 to 22_n All can include dopants.

제2 및 제3 실시예는 도펀트를 포함하는 배리어층에 따른 구분을 제외하고는 제1 실시예와 거의 유사하다. The second and third embodiments are almost similar to the first embodiment except for the distinction according to the barrier layer containing the dopant.

따라서, 제2 및 제2 실시예의 설명에는 도 1의 발광 소자(10)가 그대로 적용될 수 있다.Therefore, the light emitting device 10 of FIG. 1 may be applied as it is to the description of the second and second embodiments.

도 6은 제2 실시예에 따른 발광 소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다. 6 is a diagram illustrating an energy band diagram of the light emitting device according to the second embodiment.

도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광 소자는 제2 배리어층 내지 제n 배리어층(22_2 내지 22_n) 모두가 고농도의 도펀트를 포함한다. 하지만, 상기 제2 도전형 반도체층(18) 또는 차단층(17)에 접하는 제1 배리어층(22_1)은 어떠한 도펀트도 포함되지 않는다. 왜냐하면, 제1 배리어층(22_1)에 고농도의 도펀트가 포함되면, 제1 배리어에 터널 영역(A)이 형성되어 제1 웰 층(24_1)의 전자들이 제1 배리어층(22_1)을 통과하여 차단층(17)이나 제2 도전형 반도체층(18)으로 이동되므로, 제1 배리어층(22_1)이 그 기능을 수행하지 못하기 때문이다.Referring to FIG. 6, in the light emitting device according to the second embodiment, all of the second barrier layer to the nth barrier layer 22_2 to 22_n include a high concentration of dopant. However, the first barrier layer 22_1 in contact with the second conductivity type semiconductor layer 18 or the blocking layer 17 does not include any dopant. If a high concentration of dopant is included in the first barrier layer 22_1, the tunnel region A is formed in the first barrier to block electrons in the first well layer 24_1 by passing through the first barrier layer 22_1. This is because the first barrier layer 22_1 does not perform its function because it is moved to the layer 17 or the second conductivity-type semiconductor layer 18.

상기 도펀트는 n형 도펀트 또는 p형 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 n형 도펀트는 Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 p형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다. The dopant may include an n-type dopant or a p-type dopant. The n-type dopant may include an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, or the like. The p-type dopant may include Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, and the like.

상기 제2 배리어층 내지 제n 배리어층(22_2 내지 22_n) 각각은 서로 동일한 종류의 도펀트를 포함할 수도 있고, 서로 상이한 종류의 도펀트를 포함할 수도 있다.Each of the second to n-th barrier layers 22_2 to 22_n may include the same kind of dopant or may include different types of dopants.

예컨대, 제2 배리어층 내지 제n 배리어층(22_2 내지 22_n) 모두는 동일한 종류인 Si를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.For example, all of the second to nth barrier layers 22_2 to 22_n may include Si, which is the same kind, but is not limited thereto.

예컨대, 제2 배리어층(22_2), 제4 배리어층(22_4), ..., 제(n-2) 배리어층(22_(n-2)) 및 제n 배리어층(22_n)은 Si을 포함하고, 제3 배리어층(22_3), ..., 제(n-1) 배리어층(22_(n-1))은 Ge를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, the second barrier layer 22_2, the fourth barrier layer 22_4,..., The (n-2) th barrier layer 22_ (n-2) and the nth barrier layer 22_n include Si. The third barrier layer 22_3, ..., (n-1) th barrier layer 22_ (n-1) may contain Ge, but is not limited thereto.

상기 제2 배리어층 내지 제n 배리어층(22_2 내지 22_n) 각각은 서로 동일한 도전형 도펀트를 포함할 수도 있고, 서로 상이한 종류의 도펀트를 포함할 수도 있다.Each of the second barrier layer to the nth barrier layer 22_2 to 22_n may include the same conductive dopant or may include different kinds of dopants.

예컨대, 제2 배리어층 내지 제n 배리어층(22_2 내지 22_n) 모두는 동일한 도전형인 Si을 포함할 수 있지만,이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, although all of the second barrier layers to n-th barrier layers 22_2 to 22_n may include Si having the same conductivity type, the present invention is not limited thereto.

예컨대, 제2 배리어층(22_2), 제4 배리어층(22_4), ..., 제(n-2) 배리어층(22_(n-2)) 및 제n 배리어층(22_n)은 n형인 Si을 포함하고, 제3 배리어층(22_3), ..., 제(n-1) 배리어층(22_(n-1))은 p형인 Mg를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, the second barrier layer 22_2, the fourth barrier layer 22_4, the (n-2) th barrier layer 22_ (n-2), and the nth barrier layer 22_n are n-type Si. And the third barrier layer 22_3, ..., (n-1) th barrier layer 22_ (n-1) may include p-type Mg, but is not limited thereto.

상기 제2 배리어층 내지 제n 배리어층(22_2 내지 22_n) 각각의 도펀트의 도즈량은 서로 상이하다. Dose amounts of the dopants of the second to n-th barrier layers 22_2 to 22_n are different from each other.

상기 제2 도전형 반도체층(18)으로부터 상기 제1 도전형 반도체층(16)의 방향으로 따라 상기 제2 배리어층 내지 제n 배리어층(22_2 내지 22_n)에서의 도펀트의 도즈량은 감소될 수 있다. The dose of dopants in the second to nth barrier layers 22_2 to 22_n may decrease in the direction of the second conductive semiconductor layer 18 from the first conductive semiconductor layer 16. have.

에컨대, 제3 배리어층(22_3)은 제2 배리어층(22_2)보다 더 적은 도즈량의 도펀트를 포함하고, 제4 배리어층(22_4)은 제3 배리어층(22_3)보다 더 적은 도즈량의 도펀트를 포함할 수 있다. 이에 따라, 마지막 배리어층이면서 상기 제1 도전형 반도체층(16)에 인접한 제n 배리어층(22_n)은 가장 적은 도즈량의 도펀트를 포함하는데 반해, 상기 제2 배리어층(22_2)은 가장 많은 도즈량의 도펀트를 포함할 수 있다. For example, the third barrier layer 22_3 includes a smaller dose of dopant than the second barrier layer 22_2, and the fourth barrier layer 22_4 has a smaller dose than the third barrier layer 22_3. Dopants may be included. Accordingly, the n-th barrier layer 22_n, which is the last barrier layer and adjacent to the first conductivity-type semiconductor layer 16, contains the least amount of dopant, whereas the second barrier layer 22_2 has the most dose. It may comprise an amount of dopant.

가장 많은 도즈량의 도펀트가 포함된 제2 배리어층(22_2)은 매우 좁은 폭의 터널 영역(A)이 형성되어, 전자들이 매우 용이하게 이 터널 영역(A)을 통과할 수 있다. In the second barrier layer 22_2 including the most dose of dopant, a very narrow tunnel region A is formed so that electrons can pass through the tunnel region A very easily.

이에 반해, 가장 적은 도즈량의 도펀트가 포함된 제n 배리어층(22_n)은 비교적 넓은 폭의 터널 영역(A)이 형성되어, 전자들이 터널 영역(A)으로 통과되는 도즈량이 비교적 적다.In contrast, in the n-th barrier layer 22_n including the smallest dose amount of dopant, a relatively wide tunnel region A is formed, so that the dose of electrons passing through the tunnel region A is relatively small.

따라서, 상기 제1 도전형 반도체층(16)으로부터 상기 제2 도전형 반도체층(18)의 방향으로 따라 각 배리어층(22_2 내지 22_n)의 전자들의 터널 영역(A)의 통과 량은 증가될 수 있다. 이는 곧 상기 제1 도전형 반도체층(16)으로부터 상기 제2 도전형 반도체층(18)의 방향으로 따라 전자들이 각 배리어층(22_2 내지 22_n)을 점점 더 용이하게 통과할 수 있는 것을 의미한다. Therefore, the passage amount of the electrons in the tunnel region A of the barrier layers 22_2 to 22_n in the direction from the first conductive semiconductor layer 16 to the second conductive semiconductor layer 18 may be increased. have. This means that electrons can pass through the barrier layers 22_2 to 22_n more and more easily in the direction from the first conductivity type semiconductor layer 16 to the second conductivity type semiconductor layer 18.

이미 설명한 바와 같이, 상기 제2 도전형 반도체층(18)에 인접한 제1 웰 층(24_1)이 내부 발광 효율이 가장 우수하므로, 활성층(20)의 전자들이 상기 제1 도전형 반도체층(16)에 인접한 제n 웰 층(24_n)보다는 제1 웰 층(24_1)으로 이동되도록 하기 위해, 이상과 같이 상기 제2 도전형 반도체층(18)으로부터 상기 제1 도전형 반도체층(16)의 방향으로 따라 상기 제2 배리어층 내지 제n 배리어층(22_2 내지 22_n)에서의 도펀트의 도즈량이 감소되는 활성층(20)의 구조로 형성될 수 있다. As described above, since the first well layer 24_1 adjacent to the second conductivity type semiconductor layer 18 has the highest internal emission efficiency, electrons of the active layer 20 are transferred to the first conductivity type semiconductor layer 16. In order to move to the first well layer 24_1 rather than the n-th well layer 24_n adjacent to the second conductive semiconductor layer 18 in the direction of the first conductive semiconductor layer 16 as described above. Accordingly, the dopant in the second barrier layer to the nth barrier layer 22_2 to 22_n may be formed in the structure of the active layer 20 to reduce the dose.

도 7은 제3 실시에에 따른 발광 소자의 에너지 다이어그램을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating an energy diagram of a light emitting device according to a third embodiment.

제3 실시예는 어떠한 도펀트도 포함되지 않은 제1 배리어층(22_1)을 제외한 나머지 배리어층(22_2 내지 22_n) 각각에 동일한 도즈량의 도펀트가 포함되는 것을 제외하고는 제2 실시예와 거의 유사하다.The third embodiment is almost similar to the second embodiment except that the same dose amount of dopant is included in each of the remaining barrier layers 22_2 to 22_n except for the first barrier layer 22_1 in which no dopant is included. .

따라서, 제3 실시예에서 제2 실시예와 동일한 구성 요소의 설명은 생략하고 제3 실시예에서 생략된 설명은 제2 실시예의 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다. Therefore, the description of the same components as those of the second embodiment in the third embodiment is omitted, and the description omitted in the third embodiment can be easily understood from the description of the second embodiment.

도 7에 도시한 바와 같이, 제1 배리어층(22_1)은 어떠한 도펀트도 포함되지 않는다.As shown in FIG. 7, the first barrier layer 22_1 does not include any dopant.

제2 내지 제n 배리어층(22_2 내지 22_n)은 모두 동일한 도즈량의 도펀트를 포함할 수 있다. The second to nth barrier layers 22_2 to 22_n may all include the same dose of dopant.

다른 실시예로서, 제2 배리어층(22_2)은 고농도의 도펀트를 포함하고, 제3 내지 제n 배리어층(22_3 내지 22_n)은 상기 제2 배리어층(22_2)에 포함된 도펀트보다 적은 도즈량의 도펀트가 동일하게 포함될 수 있다. In another embodiment, the second barrier layer 22_2 includes a high concentration of dopant, and the third to nth barrier layers 22_3 to 22_n have a smaller dose than the dopant included in the second barrier layer 22_2. Dopants may be included in the same manner.

또 다른 실시예로서, 짝수번째 배리어층들, 예컨대 제2 배리어층(22_2), 제4 배리어층(22_4), ..., 제(n-2) 배리어층(22_(n-2)) 및 상기 제n 배리어층(22_n)과 홀수번째 배리어층들, 예컨대 상기 제3 배리어층(22_3), ..., 제(n-1) 배리어층(22_(n-1))은 서로 상이한 도즈량의 도펀트를 포함할 수 있다. 다시 말해, 제2 배리어층(22_2), 제4 배리어층(22_4), ..., 제(n-2) 배리어층(22_(n-2)) 및 상기 제n 배리어층(22_n)은 동일한 도즈량의 도펀트를 포함하고, 상기 제3 배리어층(22_3), ..., 제(n-1) 배리어층(22_(n-1))은 동일한 도즈량의 도펀트를 포함하고, 제2 배리어층(22_2), 제4 배리어층(22_4), ..., 제(n-2) 배리어층(22_4) 및 상기 제n 배리어층(22_n) 각각은 상기 제3 배리어층(22_3), ..., 제(n-1) 배리어층(22_(n-1)) 각각보다 더 많은 도즈량을 갖는 도펀트를 포함할 수 있다. In another embodiment, even-numbered barrier layers, such as second barrier layer 22_2, fourth barrier layer 22_4,..., (N-2) th barrier layer 22_ (n-2), and Dose amounts different from the nth barrier layer 22_n and the odd-numbered barrier layers, for example, the third barrier layer 22_3,..., And the (n-1) th barrier layer 22_ (n-1). It may include a dopant of. In other words, the second barrier layer 22_2, the fourth barrier layer 22_4,..., The (n-2) th barrier layer 22_ (n-2) and the nth barrier layer 22_n are the same. The third barrier layer 22_3,..., And the (n-1) th barrier layer 22_ (n-1) include the same amount of dopant, and the second barrier includes the same amount of dopant. Each of the layer 22_2, the fourth barrier layer 22_4, the n-th barrier layer 22_4, and the n-th barrier layer 22_n may include the third barrier layer 22_3,. ... May include a dopant having a higher dose than each of the (n-1) th barrier layers 22_ (n-1).

10: 발광 소자
12: 기판
14: 버퍼층
15: 발광 구조물
16: 제1 도전형 반도체층
17: 차단층
18: 제2 도전형 반도체층
20: 활성층
22_1, 22_2, ..., 22_(n-1), 22_n: 배리어층
24_1, 24_2, ..., 24_(n-2), 24_n: 웰 층
10: Light emitting element
12: substrate
14: buffer layer
15: light emitting structure
16: first conductivity type semiconductor layer
17: barrier layer
18: second conductive semiconductor layer
20: active layer
22_1, 22_2, ..., 22_ (n-1), 22_n: barrier layer
24_1, 24_2, ..., 24_ (n-2), 24_n: well layer

Claims (17)

제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 서로 교대로 형성된 다수의 배리어층들과 다수의 웰 층들을 포함하는 활성층; 및
상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층을 포함하고,
상기 배리어층들 중 적어도 하나 이상의 배리어층은 도펀트를 포함하는 발광 소자.
A first conductive semiconductor layer;
An active layer including a plurality of barrier layers and a plurality of well layers alternately formed on the first conductive semiconductor layer; And
A second conductive semiconductor layer formed on the active layer,
At least one barrier layer of the barrier layers comprises a dopant.
제1 도전형 반도체층;
제2 도전형 반도체층; 및
상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 서로 교대로 형성된 다수의 배리어층들과 다수의 웰 층들을 포함하는 활성층을 포함하고,
상기 제2 도전형 반도체층에 접하여 제1 배리어층이 형성되고,
상기 제1 배리어층으로부터 이격되어 제2 배리어층이 형성되고,
상기 제1 및 제2 배리어층 사이에 제1 웰 층이 형성되며,
상기 제2 배리어층은 캐리어를 통과시키기 위한 터널 영역을 형성하기 위해 고 농도의 도펀트를 포함하는 발광 소자.
A first conductive semiconductor layer;
A second conductivity type semiconductor layer; And
An active layer including a plurality of barrier layers and a plurality of well layers alternately formed between the first and second conductivity type semiconductor layers,
A first barrier layer is formed in contact with the second conductive semiconductor layer,
A second barrier layer is spaced apart from the first barrier layer,
A first well layer is formed between the first and second barrier layers.
And the second barrier layer includes a high concentration of dopant to form a tunnel region for passing a carrier.
제1항에 있어서,
상기 배리어층들 중 제1 배리어층은 상기 제2 도전형 반도체층에 접하고,
상기 웰 층들 중 제1 웰 층은 상기 제1 배리어층에 접하고,
상기 제1 배리어층을 제외한 제2 내지 제n 배리어층들은 상기 제1 웰 층을 제외한 제2 내지 제n 웰 층들과 교대로 형성되는 발광 소자.
The method of claim 1,
A first barrier layer of the barrier layers is in contact with the second conductivity type semiconductor layer,
A first well layer of the well layers is in contact with the first barrier layer,
The second to n-th barrier layers except for the first barrier layer are alternately formed with the second to n-th well layers except for the first well layer.
제3항에 있어서,
상기 제1 웰 층에 접하는 상기 제2 배리어층은 고 농도의 도펀트를 포함하는 발광 소자.
The method of claim 3,
And the second barrier layer in contact with the first well layer comprises a high concentration of dopant.
제4항에 있어서,
상기 도펀트는 p형 도펀트 및 n형 도펀트 중 어느 하나인 발광 소자.
5. The method of claim 4,
The dopant is any one of a p-type dopant and an n-type dopant.
제4항에 있어서,
상기 제2 배리어층은 캐리어를 통과시키기 위한 터널 영역을 포함하는 발광 소자.
5. The method of claim 4,
And the second barrier layer includes a tunnel region for passing a carrier.
제6항에 있어서,
상기 터널 영역은 상기 제1 웰 층에 인접한 피크점으로부터 오목한 곡선으로 휘어지는 발광 소자.
The method according to claim 6,
And the tunnel region is curved in a concave curve from a peak point adjacent to the first well layer.
제3항에 있어서,
상기 제2 내지 제n 배리어층들은 모두 고 농도의 도펀트를 포함하는 발광 소자.
The method of claim 3,
The second to n-th barrier layers all include a high concentration of dopant.
제8항에 있어서,
상기 제2 내지 제n 배리어층들 각각은 서로 동일한 종류의 도펀트를 포함하는 발광 소자.
9. The method of claim 8,
Each of the second to nth barrier layers includes the same kind of dopant.
제8항에 있어서,
상기 제2 내지 제n 배리어층들 각각은 서로 상이한 도전형 도펀트를 포함하는 발광 소자.
9. The method of claim 8,
Each of the second to nth barrier layers includes a conductive dopant different from each other.
제8항에 있어서,
상기 제2 내지 제n 배리어층들 각각의 도펀트의 도즈량은 상이한 발광 소자.
9. The method of claim 8,
The light emitting device of which the dose of each dopant of each of the second to nth barrier layers is different.
제11항에 있어서,
상기 제2 도전형 반도체층으로부터 상기 제1 도전형 반도체층의 방향을 따라 상기 제2 내지 제n 배리어층 각각의 도펀트의 도즈량은 감소되는 발광 소자.
The method of claim 11,
The dose of the dopant of each of the second to nth barrier layers in the direction of the first conductivity type semiconductor layer from the second conductivity type semiconductor layer is reduced.
제8항에 있어서,
상기 제2 내지 제n 배리어층들 모두는 동일한 도즈량의 도펀트를 포함하는 발광 소자.
9. The method of claim 8,
The second to n-th barrier layers all include the same amount of dopant.
제8항에 있어서,
상기 제2 내지 제n 배리어층들은 상기 제2 배리어층보다 적은 도즈양의 도펀트가 동일하게 포함되는 발광 소자.
9. The method of claim 8,
The second to nth barrier layers include the same amount of dopant as that of the second barrier layer.
제8항에 있어서,
상기 제2 내지 제n 배리어층들에서 짝수번째 배리어층과 홀수번째 배리어층은 서로 상이한 도즈량의 도펀트를 포함하는 발광 소자.
9. The method of claim 8,
The light emitting device of claim 2, wherein the even-numbered barrier layer and the odd-numbered barrier layer of the second to nth barrier layers include dopants having different dose amounts.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 활성층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 차단층을 더 포함하는 발광 소자.
The method according to claim 1 or 2,
The light emitting device further comprises a blocking layer between the active layer and the second conductive semiconductor layer.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 도펀트의 도즈량은 9E17~3E18의 범위를 갖는 발광 소자.
The method according to claim 1 or 2,
A dose of the dopant is a light emitting device having a range of 9E17 ~ 3E18.
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