KR20140019509A - 발광소자 - Google Patents

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KR20140019509A
KR20140019509A KR1020120085570A KR20120085570A KR20140019509A KR 20140019509 A KR20140019509 A KR 20140019509A KR 1020120085570 A KR1020120085570 A KR 1020120085570A KR 20120085570 A KR20120085570 A KR 20120085570A KR 20140019509 A KR20140019509 A KR 20140019509A
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이선호
최낙준
김설희
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층; 제2 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하며, 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 장벽층 및 복수 개의 우물층을 포함하는 활성층;을 포함하고, 상기 활성층은 상기 제1 도전형 반도체층에 인접한 제1 영역 및 상기 제1 영역 상에 위치하며 상기 제2 도전형 반도체층에 인접한 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 영역에 속하는 장벽층의 두께보다 상기 제2 영역에 속하는 장벽층의 두께가 더 얇다.

Description

발광소자{LIGHT EMITTING DEVICE}
실시예는 발광소자에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light 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.
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.
발광소자는 n-GaN층에서 주입된 전자와 p-GaN층에서 주입된 정공이 활성층에서 재결합함으로써 빛을 방출한다. 그러나, 정공의 이동도가 전자의 이동도보다 훨씬 낮기 때문에 활성층으로 정공의 주입이 원활하게 못해 내부양자효율이 높지 못한 문제점이 있다.
실시예는 발광소자의 내부양자효율을 향상시키고, 활성층의 결정성 품질을 개선하고자 한다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층; 제2 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하며, 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 장벽층 및 복수 개의 우물층을 포함하는 활성층;을 포함하고, 상기 활성층은 상기 제1 도전형 반도체층에 인접한 제1 영역 및 상기 제1 영역 상에 위치하며 상기 제2 도전형 반도체층에 인접한 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 영역에 속하는 장벽층의 두께보다 상기 제2 영역에 속하는 장벽층의 두께가 더 얇다.
상기 제1 영역에 속하는 우물층의 두께보다 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 두께가 더 두꺼울 수 있다.
상기 제2 영역에 속하는 장벽층의 두께는 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 두께와 동일하거나, 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 두께보다 얇을 수 있다.
상기 제1 영역에 속하는 장벽층의 두께는 각각 4~15nm일 수 있다.
상기 제2 영역에 속하는 장벽층의 두께는 각각 2.5~5nm일 수 있다.
상기 복수 개의 장벽층 중 상기 제2 도전형 반도체층에 가장 인접한 장벽층의 두께가 가장 얇을 수 있다.
상기 복수 개의 장벽층은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 두께가 점차 감소할 수 있다.
상기 제1 영역에 속하는 우물층의 두께는 1.5~3nm일 수 있다.
상기 제2 영역에 속하는 우물층의 두께는 2.5~5nm일 수 있다.
상기 제2 영역에 속하는 장벽층의 두께는 상기 제2 도전형 반도체층에서 공급되는 정공의 터널링이 가능한 두께일 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층은 상기 활성층에 인접하여 위치하는 전자 차단층을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭은 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다.
상기 제1 영역에 속하는 우물층에 포함된 In 조성은 상기 제2 영역에 속하는 우물층에 포함된 In 조성보다 작을 수 있다.
상기 복수 개의 우물층의 에너지 밴드갭은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 감소할 수 있다.
상기 복수 개의 우물층에 포함된 In 조성은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 증가할 수 있다.
상기 복수 개의 우물층은 상기 제1 도전형 반도체층에 가장 인접한 우물층의 In 조성이 가장 작고, 상기 제2 도전형 반도체층에 가장 인접한 우물층의 In 조성이 가장 클 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층에 가장 인접한 우물층의 In 조성은 3~5%일 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층에 가장 인접한 우물층의 In 조성은 13~16%일 수 있다.
상기 활성층은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 위치하는 제3 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 우물층은 상기 제1 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭이 상기 제3 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭보다 크고, 상기 제3 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭이 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다.
상기 복수 개의 우물층은 상기 제1 영역에 속하는 우물층의 In 조성이 상기 제3 영역에 속하는 우물층의 In 조성보다 작고, 상기 제3 영역에 속하는 우물층의 In 조성이 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 In 조성보다 작을 수 있다.
실시예에 따르면 활성층에서 제2 도전형 반도체층에 인접한 장벽층의 두께가 감소하여 정공의 주입 효율이 개선됨으로써 내부양자효율이 향상될 수 있다.
또한, 실시예에 따르면 활성층에서 실제적인 발광에 지배적으로 기여하는 제2 도전형 반도체층에 인접한 우물층의 결정성 품질이 개선될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 2는 제1 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면.
도 3은 제2 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면.
도 4는 제3 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면.
도 5는 제4 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면.
도 6은 제5 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면.
도 7은 제6 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면.
도 8은 제7 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면.
도 9는 제8 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면.
도 10은 제9 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면.
도 11은 제10 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면.
도 12는 제11 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면.
도 13은 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 14는 실시예들에 따른 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 일실시예를 도시한 도면.
도 15는 실시예들에 따른 발광소자가 배치된 헤드램프의 일실시예를 도시한 도면.
도 16은 실시예에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일실시예를 도시한 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 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 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 일실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 발광소자(100)는 수평형 발광소자이며, 제1 도전형 반도체층(122), 제2 도전형 반도체층(126) 및 상기 제1 도전형 반도체층(122)과 상기 제2 도전형 반도체층(126) 사이의 활성층(124)을 포함한다.
제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 합하여 발광 구조물(120)이라 칭할 수 있다.
발광소자(100)는 복수의 화합물 반도체층, 예를 들어 3족-5족 원소의 반도체층을 이용한 LED(Light Emitting Diode)를 포함하며, LED는 청색, 녹색 또는 적색 등과 같은 광을 방출하는 유색 LED이거나, 백색 LED 또는 UV LED일 수 있다. LED의 방출 광은 다양한 반도체를 이용하여 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 구조물(120)은 예를 들어, 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), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제1 도전형 반도체층(122)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(122)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제1 도전형 반도체층(122)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(122)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(126)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126)은 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
본 실시예에서, 상기 제1 도전형 반도체층(122)은 n형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(126)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또한 상기 제2 도전형 반도체층(126) 상에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체, 예컨대 상기 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.
제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126) 사이에 활성층(124)이 위치한다.
활성층(124)은 전자와 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. 제1 도전형 반도체층(122)이 n형 반도체층이고 제2 도전형 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 반도체층(122)으로부터 전자가 주입되고 상기 제2 도전형 반도체층(126)으로부터 정공이 주입될 수 있다.
활성층(124)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(124)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자 우물 구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
활성층(124)이 우물 구조로 형성되는 경우, 활성층(124)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다(도 2 이하 참조). 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하며, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다.
활성층(124)의 제1 영역(124-1) 및 제2 영역(124-2)에 대해서는 도 2 내지 도 12를 참조하여 좀 더 자세히 후술하기로 한다.
활성층(124)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 도전형 클래드층은 활성층의 장벽층의 밴드갭보다 더 넓은 밴드갭을 갖는 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자 구조를 포함할 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(126)은 활성층(124)에 인접하여 위치하는 전자 차단층(Electron Blocking Layer; EBL, 126a)을 더 포함할 수 있다.
전자 차단층(126a)은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제공된 전자의 이동도가 높기 때문에, 전자가 발광에 기여하지 못하고 활성층(124)을 넘어 제2 도전형 반도체층(126)으로 빠져나가 누설 전류의 원인이 되는 것을 방지하는 전위 장벽의 역할을 하기 위한 것이다.
전자 차단층(126a)은 활성층(124)의 장벽층(124b)보다 큰 에너지 밴드갭을 갖는 물질로 형성되며, InxAlyGaN1 -x-y(0≤x<1, 0<y<1)의 조성을 가질 수 있다.
발광 구조물(120)은 기판(110) 상에 위치한다.
기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 재료, 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있다. 성장기판(110)은 예를 들어, 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 성장기판(110)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.
발광 구조물(120)과 기판(110) 사이에는 버퍼층(115)이 위치할 수 있다. 버퍼층(115)은 발광 구조물(120)과 기판(110)의 재료의 격자 부정합 및 열팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 버퍼층(115)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체, 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
기판(110)에 인접한 제1 도전형 반도체층(122) 내에 언도프트 반도체층(미도시)이 위치할 수도 있다. 언도프트 반도체층은 제1 도전형 반도체층(122)의 결정성 향상을 위해 형성되는 층으로, n형 도펀트가 도핑되지 않아 상기 제1 도전형 반도체층에 비해 낮은 전기전도성을 갖는 것을 제외하고는 상기 제1 도전형 반도체층(122)과 같을 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)은 제2 도전형 반도체층(126)과 활성층(124)의 적어도 일부가 선택적으로 식각되어 노출된 노출면(S)을 포함한다. 상기 노출면(S) 상에 제1 전극(130)이 위치하고, 식각되지 않은 제2 도전형 반도체층(126) 상에 제2 전극(140)이 위치한다.
제1 전극(130) 및 제2 전극(140)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 바나듐(V), 텅스텐(W), 납(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh) 또는 이리듐(Ir) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
제2 전극(130)이 형성되기 전 제2 도전형 반도체층(126) 상에는 투명 전극층(150)이 형성될 수 있다.
투명 전극층(150)은 제2 도전형 반도체층(126)의 전기적 특성을 향상시키고 제2 전극(140)과의 전기적 접촉을 개선하기 위한 것으로, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다.
투명 전극층(140)은 투광성 전도층과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 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, 또는 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 있으나, 이러한 재료에 한정되지 않는다.
도 2는 제1 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광소자(100A)는 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하고, 상기 활성층(124)은 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층(124a) 및 장벽층(124b)을 포함한다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하고, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다.
도 2에는 제1 영역(124-1)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 두 개 포함되고, 제2 영역(124-2)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 세 개 포함된 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하고, 실시예에 따라 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 달라질 수 있다.
또한, 도 2에는 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)이 서로 접하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하다. 제1 영역(124-1)이란 활성층(124) 중에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제2 영역(124-2)이란 활성층(124) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이다.
실시예에 따라, 제1 영역(124-1)은 제1 도전형 반도체층(122)과 접하고 제2 영역(124-2)은 제2 도전형 반도체층(126)과 접할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제1 도전형 반도체층(122)에서 제공된 전자와 제2 도전형 반도체층(126)에서 제공된 정공이 활성층(124)의 우물층(124b)에 속박되어 재결합함으로써 빛을 생성한다. 그러나, 정공의 이동도가 전자의 이동도에 비해 훨씬 떨어지기 때문에 장벽층(124b)을 넘어 우물층(124a)에 도달하는 정공의 수가 전자의 수에 비해 적다.
실시예에 따르면, 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께를 더 얇게 설정함으로써, 제2 도전형 반도체층(126)에서 제공되는 정공의 주입 효율을 개선할 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 상대적으로 두껍기 때문에, 제1 도전형 반도체층(122)에서 제공된 전자의 이동도를 늦춰서 전자와 정공의 이동도를 비슷한 수준으로 맞춤으로써 전자와 정공의 재결합률을 높일 수 있다.
제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)은 정공의 터널링이 가능한 두께일 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 각각 2.5~5nm일 수 있다.
제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 두께와 동일하거나 이보다 얇을 수 있다.
제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 일 예로서 각각 4~15nm일 수 있다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 두께는 일정하게 유지될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 제1 영역(124-1) 내에서는 모두 동일하고, 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 제2 영역(124-2) 내에서는 모두 동일할 수 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b) 사이에서도 두께의 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아질 수 있다. 단, 이 경우에도 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 두껍다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아지는 경우, 장벽층(124b)의 두께가 계속적으로 얇아질 수도 있고, 장벽층(124b)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아지되 인접한 적어도 두 개의 장벽층(124b)의 두께는 동일할 수도 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b) 사이에서도 두께의 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제2 영역(124-2) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아질 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아지는 경우, 장벽층(124b)의 두께가 계속적으로 얇아질 수도 있고, 장벽층(124b)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아지되 인접한 적어도 두 개의 장벽층(124b)의 두께는 동일할 수도 있다. 이때, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 장벽층(124b)의 두께가 가장 얇다.
도 3은 제2 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광소자(100B)는 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하고, 상기 활성층(124)은 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층(124a) 및 장벽층(124b)을 포함한다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하고, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다. 또한, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 두께가 더 두껍다.
도 3에는 제1 영역(124-1)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 두 개 포함되고, 제2 영역(124-2)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 세 개 포함된 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하고, 실시예에 따라 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 달라질 수 있다.
또한, 도 3에는 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)이 서로 접하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하다. 제1 영역(124-1)이란 활성층(124) 중에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제2 영역(124-2)이란 활성층(124) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이다.
실시예에 따라, 제1 영역(124-1)은 제1 도전형 반도체층(122)과 접하고 제2 영역(124-2)은 제2 도전형 반도체층(126)과 접할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제2 실시예에 따르면, 제1 실시예에 따른 효과 외에, In 함량이 많아 결정성 품질이 좋지 않은 우물층(124a)의 두께를 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1)에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)보다 얇게 설정함으로써, 발광소자의 하부에서 상부로 갈수록 결정성의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 발광소자(100B)의 동작 전압이 감소할 수 있다. 또한, 활성층(124) 중에서 실제적으로 발광에 기여하는 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 우물층(124a)의 두께가 두껍게 설정됨으로써 많은 수의 전자와 정공이 넓은 우물층(124a)에 속박되어 재결합률이 향상될 수 있다.
제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)은 정공의 터널링이 가능한 두께일 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 각각 2.5~5nm일 수 있다.
제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 일 예로서 각각 4~15nm일 수 있다.
일 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 제1 영역(124-1) 내에서는 모두 동일하고, 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 제2 영역(124-2) 내에서는 모두 동일할 수 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b) 사이에서도 두께의 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아질 수 있다. 단, 이 경우에도 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 두껍다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아지는 경우, 장벽층(124b)의 두께가 계속적으로 얇아질 수도 있고, 장벽층(124b)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아지되 인접한 적어도 두 개의 장벽층(124b)의 두께는 동일할 수도 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b) 사이에서도 두께의 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제2 영역(124-2) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아질 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아지는 경우, 장벽층(124b)의 두께가 계속적으로 얇아질 수도 있고, 장벽층(124b)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 얇아지되 인접한 적어도 두 개의 장벽층(124b)의 두께는 동일할 수도 있다. 이때, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 장벽층(124b)의 두께가 가장 얇다.
일 예로서, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 두께는 1.5~3nm일 수 있다. 또한, 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)는 2.5~5nm일 수 있다.
일 예로서, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 두께와 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 동일할 수 있다.
일 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 두께가 제1 영역(124-1) 내에서는 모두 동일하고, 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 두께가 제2 영역(124-2) 내에서는 모두 동일할 수 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a) 사이에서도 두께의 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 두께가 두꺼워질 수 있다. 단, 이 경우에도 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 두께가 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 두께보다 얇다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 두께가 두꺼워지는 경우, 우물층(124a)의 두께가 계속적으로 두꺼워질 수도 있고, 우물층(124a)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 두께가 두꺼워지되 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 두께는 동일할 수도 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a) 사이에서도 두께의 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제2 영역(124-2) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 두께가 두꺼워질 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 두께가 두꺼워지는 경우, 우물층(124a)의 두께가 계속적으로 두꺼워질 수도 있고, 우물층(124a)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 두께가 두꺼워지되 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 두께는 동일할 수도 있다. 이때, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 우물층(124a)의 두께가 가장 두껍다.
도 4는 제3 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 제3 실시예에 따른 발광소자(100C)는 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하고, 상기 활성층(124)은 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층(124a) 및 장벽층(124b)을 포함한다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하고, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다.
도 4에는 제1 영역(124-1)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 두 개 포함되고, 제2 영역(124-2)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 세 개 포함된 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하고, 실시예에 따라 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 달라질 수 있다.
또한, 도 4에는 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)이 서로 접하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하다. 제1 영역(124-1)이란 활성층(124) 중에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제2 영역(124-2)이란 활성층(124) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이다.
실시예에 따라, 제1 영역(124-1)은 제1 도전형 반도체층(122)과 접하고 제2 영역(124-2)은 제2 도전형 반도체층(126)과 접할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
장벽층(124b)은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 두께가 감소할 수 있다.
도 4에는 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 계속적으로 감소하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하며, 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 감소하되, 인접한 적어도 두 개의 장벽층(124b)의 두께는 동일할 수도 있다.
제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)은 정공의 터널링이 가능한 두께일 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 각각 2.5~5nm일 수 있다.
제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 두께와 동일하거나 이보다 얇을 수 있다.
제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 일 예로서 각각 4~15nm일 수 있다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 두께는 일정하게 유지될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
일 예로서, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 두께와 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 동일할 수 있다.
도 5는 제4 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 5를 참조하면, 제4 실시예에 따른 발광소자(100D)는 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하고, 상기 활성층(124)은 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층(124a) 및 장벽층(124b)을 포함한다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하고, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다.
도 5에는 제1 영역(124-1) 및 제2 영역(124-2)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 각각 세 개 포함된 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하고, 실시예에 따라 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 달라질 수 있다.
또한, 도 5에는 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)이 서로 접하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하다. 제1 영역(124-1)이란 활성층(124) 중에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제2 영역(124-2)이란 활성층(124) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이다.
실시예에 따라, 제1 영역(124-1)은 제1 도전형 반도체층(122)과 접하고 제2 영역(124-2)은 제2 도전형 반도체층(126)과 접할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
장벽층(124b)은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 두께가 감소하고, 우물층(124a)은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 두께가 증가할 수 있다.
도 5에는 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 계속적으로 감소하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하며, 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 장벽층(124b)의 두께가 감소하되, 인접한 적어도 두 개의 장벽층(124b)의 두께는 동일할 수도 있다.
또한, 도 5에는 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 두께가 계속적으로 증가하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하며, 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 두께가 증가하되, 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 두께는 동일할 수도 있다.
제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)은 정공의 터널링이 가능한 두께일 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 각각 2.5~5nm일 수 있다.
제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 일 예로서 각각 4~15nm일 수 있다.
일 예로서, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 두께는 1.5~3nm일 수 있다. 또한, 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)는 2.5~5nm일 수 있다.
일 예로서, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 두께와 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께는 동일할 수 있다.도 6은 제5 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 6을 참조하면, 제5 실시예에 따른 발광소자(100E)는 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하고, 상기 활성층(124)은 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층(124a) 및 장벽층(124b)을 포함한다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하고, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다.
도 6에는 제1 영역(124-1)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 두 개 포함되고, 제2 영역(124-2)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 세 개 포함된 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하고, 실시예에 따라 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 달라질 수 있다.
또한, 도 6에는 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)이 서로 접하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하다. 제1 영역(124-1)이란 활성층(124) 중에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제2 영역(124-2)이란 활성층(124) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이다.
실시예에 따라, 제1 영역(124-1)은 제1 도전형 반도체층(122)과 접하고 제2 영역(124-2)은 제2 도전형 반도체층(126)과 접할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a) 및 장벽층(124b)의 두께는 제1 실시예와 관련해 상술한 바와 같으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭보다 크다.
활성층(124)을 구성하는 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 격자상수 및 열팽창계수의 차이로 인하여 우물층(124a)은 압축 응력을 받고 장벽층(124b)은 인장 응력을 받게 되는데, 이로 인해 활성층(124)의 결정성 품질이 저하될 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭을 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭보다 크게 설정하여 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 격자상수 및 열팽창계수의 차이를 완화함으로써 활성층(124)의 결정성 품질이 향상되고, 이로 인해 에너지 밴드의 밴딩이 완화되어 내부양자효율이 향상될 수 있다.
우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 우물층(124a)을 이루는 물질의 조성을 변화시킴으로써 조절할 수 있으며, 우물층(124a)에 In 함량을 증가시키면 에너지 밴드갭이 감소하고 우물층(124a)에 In 함량을 감소시키면 에너지 밴드갭이 증가한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성보다 작다.
일 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 제1 영역(124-1) 내에서는 모두 동일할 수 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭 사이에서도 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소할 수 있다. 따라서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)에 포함된 In 조성이 증가할 수 있다. 단, 이 경우에도 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭보다 크다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하는 경우, 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 계속적으로 감소할 수도 있고, 우물층(124a)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126)으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하되 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 동일할 수도 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭 사이에서도 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제2 영역(124-2) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소할 수 있다. 따라서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)에 포함된 In 조성이 증가할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하는 경우, 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 계속적으로 감소할 수도 있고, 우물층(124a)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126)으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하되 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 동일할 수도 있다. 이때, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 가장 작다.
도 7은 제6 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 제6 실시예에 따른 발광소자(100F)는 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하고, 상기 활성층(124)은 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층(124a) 및 장벽층(124b)을 포함한다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하고, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다.
도 7에는 제1 영역(124-1)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 두 개 포함되고, 제2 영역(124-2)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 세 개 포함된 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하고, 실시예에 따라 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 달라질 수 있다.
또한, 도 7에는 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)이 서로 접하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하다. 제1 영역(124-1)이란 활성층(124) 중에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제2 영역(124-2)이란 활성층(124) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이다.
실시예에 따라, 제1 영역(124-1)은 제1 도전형 반도체층(122)과 접하고 제2 영역(124-2)은 제2 도전형 반도체층(126)과 접할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a) 및 장벽층(124b)의 두께는 제1 실시예와 관련해 상술한 바와 같으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭보다 크다.
복수 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 감소한다.
도 7에는 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 계속적으로 감소하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하며, 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하되, 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 동일할 수도 있다.
우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 우물층(124a)을 이루는 물질의 조성을 변화시킴으로써 조절할 수 있으며, 우물층(124a)에 In 함량을 증가시키면 에너지 밴드갭이 감소하고 우물층(124a)에 In 함량을 감소시키면 에너지 밴드갭이 증가한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성보다 작다.
복수 개의 우물층(124a)에 포함된 In 조성은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126)으로 갈수록 증가한다. 제1 도전형 반도체층(122)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성이 가장 작고, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성이 가장 크다.
일 예로서, 제1 도전형 반도체층(122)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성은 3~5%일 수 있다.
일 예로서, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성은 13~16%일 수 있다.
도 8은 제7 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 제7 실시예에 따른 발광소자(100G)는 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하고, 상기 활성층(124)은 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층(124a) 및 장벽층(124b)을 포함한다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하고, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다.
도 8에는 제1 영역(124-1)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 두 개 포함되고, 제2 영역(124-2)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 세 개 포함된 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하고, 실시예에 따라 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 달라질 수 있다.
또한, 도 8에는 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)이 서로 접하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하다. 제1 영역(124-1)이란 활성층(124) 중에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제2 영역(124-2)이란 활성층(124) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이다.
실시예에 따라, 제1 영역(124-1)은 제1 도전형 반도체층(122)과 접하고 제2 영역(124-2)은 제2 도전형 반도체층(126)과 접할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a) 및 장벽층(124b)의 두께는 제3 실시예와 관련해 상술한 바와 같으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭보다 크다.
우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 우물층(124a)을 이루는 물질의 조성을 변화시킴으로써 조절할 수 있으며, 우물층(124a)에 In 함량을 증가시키면 에너지 밴드갭이 감소하고 우물층(124a)에 In 함량을 감소시키면 에너지 밴드갭이 증가한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성보다 작다.
일 예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 제1 영역(124-1) 내에서는 모두 동일할 수 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭 사이에서도 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소할 수 있다. 따라서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)에 포함된 In 조성이 증가할 수 있다. 단, 이 경우에도 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭보다 크다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하는 경우, 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 계속적으로 감소할 수도 있고, 우물층(124a)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126)으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하되 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 동일할 수도 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭 사이에서도 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제2 영역(124-2) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소할 수 있다. 따라서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)에 포함된 In 조성이 증가할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하는 경우, 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 계속적으로 감소할 수도 있고, 우물층(124a)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126)으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하되 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 동일할 수도 있다. 이때, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 가장 작다.
도 9는 제8 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 9를 참조하면, 제8 실시예에 따른 발광소자(100H)는 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하고, 상기 활성층(124)은 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층(124a) 및 장벽층(124b)을 포함한다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하고, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다.
도 9에는 제1 영역(124-1)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 두 개 포함되고, 제2 영역(124-2)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 세 개 포함된 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하고, 실시예에 따라 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 달라질 수 있다.
또한, 도 9에는 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)이 서로 접하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하다. 제1 영역(124-1)이란 활성층(124) 중에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제2 영역(124-2)이란 활성층(124) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이다.
실시예에 따라, 제1 영역(124-1)은 제1 도전형 반도체층(122)과 접하고 제2 영역(124-2)은 제2 도전형 반도체층(126)과 접할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a) 및 장벽층(124b)의 두께는 제3 실시예와 관련해 상술한 바와 같으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭보다 크다.
복수 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 감소한다.
도 9에는 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 계속적으로 감소하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하며, 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하되, 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 동일할 수도 있다.
우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 우물층(124a)을 이루는 물질의 조성을 변화시킴으로써 조절할 수 있으며, 우물층(124a)에 In 함량을 증가시키면 에너지 밴드갭이 감소하고 우물층(124a)에 In 함량을 감소시키면 에너지 밴드갭이 증가한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성보다 작다.
복수 개의 우물층(124a)에 포함된 In 조성은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126)으로 갈수록 증가한다. 제1 도전형 반도체층(122)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성이 가장 작고, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성이 가장 크다.
일 예로서, 제1 도전형 반도체층(122)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성은 3~5%일 수 있다.
일 예로서, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성은 13~16%일 수 있다.
도 10은 제9 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 10을 참조하면, 제9 실시예에 따른 발광소자(100I)는 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하고, 상기 활성층(124)은 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층(124a) 및 장벽층(124b)을 포함한다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하고, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다.
도 10에는 제1 영역(124-1)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 두 개 포함되고, 제2 영역(124-2)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 세 개 포함된 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하고, 실시예에 따라 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 달라질 수 있다.
또한, 도 10에는 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)이 서로 접하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하다. 제1 영역(124-1)이란 활성층(124) 중에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제2 영역(124-2)이란 활성층(124) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이다.
실시예에 따라, 제1 영역(124-1)은 제1 도전형 반도체층(122)과 접하고 제2 영역(124-2)은 제2 도전형 반도체층(126)과 접할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a) 및 장벽층(124b)의 두께는 제2 실시예와 관련해 상술한 바와 같으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭보다 크다.
우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 우물층(124a)을 이루는 물질의 조성을 변화시킴으로써 조절할 수 있으며, 우물층(124a)에 In 함량을 증가시키면 에너지 밴드갭이 감소하고 우물층(124a)에 In 함량을 감소시키면 에너지 밴드갭이 증가한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성보다 작다.
일 예로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 제1 영역(124-1) 내에서는 모두 동일할 수 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭 사이에서도 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소할 수 있다. 따라서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)에 포함된 In 조성이 증가할 수 있다. 단, 이 경우에도 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭보다 크다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하는 경우, 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 계속적으로 감소할 수도 있고, 우물층(124a)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126)으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하되 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 동일할 수도 있다.
또는, 도시되지는 않았으나, 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭 사이에서도 변화가 있을 수 있고, 일 예로서, 제2 영역(124-2) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소할 수 있다. 따라서, 제1 영역(124-1) 내에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)에 포함된 In 조성이 증가할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하는 경우, 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 계속적으로 감소할 수도 있고, 우물층(124a)의 수가 많은 경우 제2 도전형 반도체층(126)으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하되 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 동일할 수도 있다. 이때, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 가장 작다.
도 11은 제10 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 11을 참조하면, 제10 실시예에 따른 발광소자(100J)는 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하고, 상기 활성층(124)은 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층(124a) 및 장벽층(124b)을 포함한다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하고, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다.
도 11에는 제1 영역(124-1)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 두 개 포함되고, 제2 영역(124-2)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 세 개 포함된 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하고, 실시예에 따라 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 달라질 수 있다.
또한, 도 11에는 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)이 서로 접하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하다. 제1 영역(124-1)이란 활성층(124) 중에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제2 영역(124-2)이란 활성층(124) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이다.
실시예에 따라, 제1 영역(124-1)은 제1 도전형 반도체층(122)과 접하고 제2 영역(124-2)은 제2 도전형 반도체층(126)과 접할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a) 및 장벽층(124b)의 두께는 제2 실시예와 관련해 상술한 바와 같으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭보다 크다.
복수 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 감소한다.
도 11에는 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 계속적으로 감소하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하며, 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 감소하되, 인접한 적어도 두 개의 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 동일할 수도 있다.
우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 우물층(124a)을 이루는 물질의 조성을 변화시킴으로써 조절할 수 있으며, 우물층(124a)에 In 함량을 증가시키면 에너지 밴드갭이 감소하고 우물층(124a)에 In 함량을 감소시키면 에너지 밴드갭이 증가한다.
제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성은 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)에 포함된 In 조성보다 작다.
복수 개의 우물층(124a)에 포함된 In 조성은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제2 도전형 반도체층(126)으로 갈수록 증가한다. 제1 도전형 반도체층(122)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성이 가장 작고, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성이 가장 크다.
일 예로서, 제1 도전형 반도체층(122)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성은 3~5%일 수 있다.
일 예로서, 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 우물층(124a)의 In 조성은 13~16%일 수 있다.
도 12는 제11 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 12를 참조하면, 제11 실시예에 따른 발광소자(100K)는 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하고, 상기 활성층(124)은 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층(124a) 및 장벽층(124b)을 포함한다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1), 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2), 및 상기 제1 영역(124-1)과 상기 제2 영역(124-2) 사이에 위치하는 제3 영역(124-3)을 포함한다
도 12에는 제1 영역(124-1), 제2 영역(124-2) 및 제3 영역(124-3)에 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조가 각각 두 개 포함된 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하고, 실시예에 따라 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 달라질 수 있다.
또한, 도 12에는 제1 영역(124-1)과 제3 영역(124-3)이 접하고, 제3 영역(124-3)과 제2 영역(124-2)이 접하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하다. 제1 영역(124-1)이란 활성층(124) 중에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제2 영역(124-2)이란 활성층(124) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이며, 제3 영역(124-3)이란 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2) 사이에 위치하는 부분으로서, 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하는 영역이다.
실시예에 따라, 제1 영역(124-1)은 제1 도전형 반도체층(122)과 접하고 제2 영역(124-2)은 제2 도전형 반도체층(126)과 접할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 제3 영역(124-3)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 두껍고, 제3 영역(124-3)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 두껍다.
또한, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 두께가 제3 영역(124-3)에 속하는 우물층(124a)의 두께보다 얇고, 제3 영역(124-3)에 속하는 우물층(124a)의 두께가 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 두께보다 얇을 수 있다.
또한, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 제2 영역(124-3)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭보다 크고, 제3 영역(124-3)에 속하는 우물층(124a)의 에너지 밴드갭이 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다.
또한, 우물층(124a)의 에너지 밴드갭은 우물층(124a)을 이루는 물질의 조성을 변화시킴으로써 조절할 수 있으므로, 제1 영역(124-1)에 속하는 우물층(124a)의 In 조성이 제3 영역(124-3)에 속하는 In 조성보다 작고, 제3 영역(124-3)에 속하는 우물층(124a)의 In 조성이 제2 영역(124-2)에 속하는 우물층(124a)의 In 조성보다 작을 수 있다.
실시예에 따라, 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 페어 구조의 수를 늘릴 경우, 활성층(124)의 결정성 품질은 개선되지만 활성층(124)의 부피가 커지면서 도전성이 저하될 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 활성층(124) 부분을 제1 도전형으로 도핑함으로써 도전성 저하 현상을 개선할 수 있다. 이때, 활성층(124)의 도핑 농도는 제1 도전형 반도체층(122)의 도핑 농도보다 낮다.
도 13은 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 13을 참조하면, 다른 실시예에 따른 발광소자(100)는 수직형 발광소자이며, 제1 도전형 반도체층(122), 제2 도전형 반도체층(126) 및 상기 제1 도전형 반도체층(122)과 상기 제2 도전형 반도체층(126) 사이의 활성층(124)을 포함한다.
제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 합하여 발광 구조물(120)이라 칭할 수 있다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1) 및 상기 제1 영역(124-1) 상에 위치하며 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)을 포함한다. 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 각각 적어도 하나의 우물층(124a)과 장벽층(124b)을 포함하며, 제1 영역(124-1)에 속하는 장벽층(124b)의 두께보다 제2 영역(124-2)에 속하는 장벽층(124b)의 두께가 더 얇다.
활성층(124)의 제1 영역(124-1) 및 제2 영역(124-2)은 상술한 실시예들과 같으므로 다시 설명하지 않는다.
발광 구조물(120)의 일면 상에 제1 전극(130)이 위치하고 발광 구조물(120)의 타면 상에 제2 전극층(170)이 위치한다.
제2 전극층(170)은 투명 전극층(171) 또는 반사층(172) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
투명 전극층(171)은 제2 도전형 반도체층(126)과 제2 전극층(170)의 전기적 접촉을 개선하기 위한 것으로, 투광성 전도층과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 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, 또는 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.
반사층(172)은 활성층(124)에서 생성된 빛을 반사시켜 발광소자(100)의 내부에서 소멸되는 빛의 양을 줄임으로써, 발광소자(100)의 외부양자효율을 향상시킬 수 있다.
반사층(172)은 Ag, Ti, Ni, Cr 또는 AgCu 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
반사층(172)이 제2 도전형 반도체층(126)과 오믹 접촉하는 물질로 이루어진 경우, 투명 전극층(171)은 별도로 형성하지 않을 수 있다.
발광 구조물(120)은 지지기판(160)에 의해 지지된다.
지지기판(160)은 전기 전도성과 열 전도성이 높을 물질로 형성되며, 예를 들어, 소정의 두께를 갖는 베이스 기판(substrate)으로서, 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 또는 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) 또는 전도성 시트 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
발광 구조물(120)의 타면) 상에 위치하는 제2 전극층(170)과 지지기판(160)이 본딩층(165)에 의해 서로 본딩된다.
본딩층(165)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 구조물(120)의 하부 둘레에 채널층(180)이 위치할 수 있다. 채널층(180)은 발광 구조물(120)을 보호하며, 발광소자(100)의 제조 과정 중 아이솔레이션 에칭시 에칭의 스톱 레이어(stop layer)로서 작용할 수 있다.
채널층(180)은 발광 구조물(120)의 제2 도전형 반도체층(126) 하부 둘레에 루프 형상, 고리 형상 또는 프레임 형상 등의 패턴으로 형성될 수 있다.
채널층(180)은 발광 구조물의 외벽이 습기에 노출되더라도 서로 쇼트가 발생하는 것을 방지하여 고습에 강한 발광소자를 제공할 수 있다.
채널층(180)은 산화물, 질화물 또는 절연층의 재질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 ITO(indium tinoxide), 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), SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 등에서 선택적으로 형성될 수 있다.
발광 구조물(120) 상의 적어도 일부, 측면, 그리고 발광 구조물(120)의 외부로 노출된 채널층(180)의 상부에 패시베이션층(190)이 위치할 수도 있다.
패시베이션층(190)은 산화물 또는 질화물로 이루어져 발광 구조물(120)을 보호할 수 있다. 일 예로서, 패시베이션층(190)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 실리콘 질화물층, 산화 질화물층, 또는 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
발광 구조물(120)의 제1 도전형 반도체층(122)의 표면에는 러프니스 패턴(122a)이 형성될 수 있다. 러프니스 패턴(122a)은 PEC(Photo enhanced chemical) 식각 방법이나 마스크 패턴을 이용한 에칭 공정 수행하여 형성할 수 있다. 러프니스 패턴(122a)은 활성층(124)에서 생성된 광의 외부 추출 효율을 증가시키기 위한 것으로서, 규칙적인 주기를 갖거나 불규칙적인 주기를 가질 수 있다.
도 14는 실시예들에 따른 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 일실시예를 도시한 도면이다.
일실시예에 따른 발광소자 패키지(300)는 몸체(310)와, 상기 몸체(310)에 배치된 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과, 상기 몸체(310)에 배치되어 상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과 전기적으로 연결되는 상술한 실시예들에 따른 발광소자(100)와, 상기 캐비티에 형성된 몰딩부(340)를 포함한다. 상기 몸체(310)에는 캐비티가 형성될 수 있다.
상기 몸체(310)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 몸체(310)가 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지면, 도시되지는 않았으나 상기 몸체(310)의 표면에 절연층이 코팅되어 상기 제1,2 리드 프레임(321, 322) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(100)에 전류를 공급한다. 또한, 상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)은 상기 발광소자(100)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다.
상기 발광소자(100)는 상기 몸체(310) 상에 배치되거나 상기 제1 리드 프레임(321) 또는 제2 리드 프레임(322) 상에 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 리드 프레임(321)과 발광소자(100)가 직접 통전되고, 제2 리드 프레임(322)과 상기 발광소자(100)는 와이어(330)를 통하여 연결되어 있다. 발광소자(100)는 와이어 본딩 방식 외에 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 등에 의하여 리드 프레임(321, 322)과 연결될 수 있다.
상기 몰딩부(340)는 상기 발광소자(100)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(340) 상에는 형광체(350)가 포함되어, 상기 발광소자(100)로부터 방출되는 빛의 파장을 변화시킬 수 있다.
형광체(350)는 가넷(Garnet)계 형광체, 실리케이트(Silicate)계 형광체, 니트라이드(Nitride)계 형광체, 또는 옥시니트라이드(Oxynitride)계 형광체를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 가넷계 형광체는 YAG(Y3Al5O12:Ce3 +) 또는 TAG(Tb3Al5O12:Ce3 +)일 수 있고, 상기 실리케이트계 형광체는 (Sr,Ba,Mg,Ca)2SiO4:Eu2 +일 수 있고, 상기 니트라이드계 형광체는 SiN을 포함하는 CaAlSiN3:Eu2 +일 수 있고, 상기 옥시니트라이드계 형광체는 SiON을 포함하는 Si6 - xAlxOxN8 -x:Eu2 +(0<x<6)일 수 있다.
상기 발광소자(100)에서 방출된 제1 파장 영역의 광이 상기 형광체(350)에 의하여 여기되어 제2 파장 영역의 광으로 변환되고, 상기 제2 파장 영역의 광은 렌즈(미도시)를 통과하면서 광경로가 변경될 수 있다.
실시예에 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 또는 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 헤드램프와 백라이트 유닛을 설명한다.
도 15는 실시예들에 따른 발광소자가 배치된 헤드램프의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 실시예들에 따른 발광소자가 배치된 발광 모듈(710)에서 방출된 빛이 리플렉터(720)와 쉐이드(730)에서 반사된 후 렌즈(740)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다.
상기 발광 모듈(710)은 회로기판 상에 발광소자가 복수 개로 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.
도 16은 실시예에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 실시예에 따른 표시장치(800)는 발광 모듈(830, 835)과, 바텀 커버(810) 상의 반사판(820)과, 상기 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 발광 모듈에서 방출되는 빛을 표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(840)과, 상기 도광판(840)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(850)와 제2 프리즘시트(860)와, 상기 제2 프리즘시트(860)의 전방에 배치되는 패널(870)과 상기 패널(870)의 전반에 배치되는 컬러필터(880)를 포함하여 이루어진다.
발광 모듈은 회로 기판(830) 상의 상술한 발광소자 패키지(835)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(835)는 도 14에서 설명한 바와 같다.
상기 바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 상기 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 상기 도광판(840)의 후면이나, 상기 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(840)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(830)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 도광판이 생략되어 반사시트(820) 위의 공간에서 빛이 전달되는 에어 가이드 방식도 가능하다.
상기 제1 프리즘 시트(850)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.
상기 제2 프리즘 시트(860)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(870)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(850)과 제2 프리즘시트(860)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.
상기 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(870)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.
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.
상기 패널(870)의 전면에는 컬러 필터(880)가 구비되어 상기 패널(870)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
이상과 같이 실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 발광소자 110: 기판
120: 발광 구조물 122: 제1 도전형 반도체층
124: 제2 도전형 반도체층 124a: 우물층
124b: 장벽층 124-1: 제1 영역
124-2: 제2 영역 124-3: 제3 영역
126: 제2 도전형 반도체층 126a: 전자 차단층
310: 패키지 몸체 321, 322: 제1,2 리드 프레임
330: 와이어 340: 몰딩부
350: 형광체 710: 발광 모듈
720: 리플렉터 730: 쉐이드
800: 표시장치 810: 바텀 커버
820: 반사판 840: 도광판
850: 제1 프리즘시트 860: 제2 프리즘시트
870: 패널 880: 컬러필터

Claims (21)

  1. 제1 도전형 반도체층;
    제2 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하며, 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 장벽층 및 복수 개의 우물층을 포함하는 활성층;을 포함하고,
    상기 활성층은 상기 제1 도전형 반도체층에 인접한 제1 영역 및 상기 제1 영역 상에 위치하며 상기 제2 도전형 반도체층에 인접한 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 영역에 속하는 장벽층의 두께보다 상기 제2 영역에 속하는 장벽층의 두께가 더 얇은 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 속하는 우물층의 두께보다 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 두께가 더 두꺼운 발광소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 속하는 장벽층의 두께는 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 두께와 동일하거나, 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 두께보다 얇은 발광소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 속하는 장벽층의 두께는 각각 4~15nm인 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 속하는 장벽층의 두께는 각각 2.5~5nm인 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 장벽층 중 상기 제2 도전형 반도체층에 가장 인접한 장벽층의 두께가 가장 얇은 발광소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 장벽층은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 두께가 감소하는 발광소자.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 속하는 우물층의 두께는 1.5~3nm인 발광소자.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 속하는 우물층의 두께는 2.5~5nm인 발광소자.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 속하는 장벽층의 두께는 상기 제2 도전형 반도체층에서 공급되는 정공의 터널링이 가능한 두께인 발광소자.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 도전형 반도체층은 상기 활성층에 인접하여 위치하는 전자 차단층을 포함하는 발광소자.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭은 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭보다 큰 발광소자.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 속하는 우물층에 포함된 In 조성은 상기 제2 영역에 속하는 우물층에 포함된 In 조성보다 작은 발광소자.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 우물층의 에너지 밴드갭은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 감소하는 발광소자.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수 개의 우물층에 포함된 In 조성은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 증가하는 발광소자.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수 개의 우물층은 상기 제1 도전형 반도체층에 가장 인접한 우물층의 In 조성이 가장 작고, 상기 제2 도전형 반도체층에 가장 인접한 우물층의 In 조성이 가장 큰 발광소자.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층에 가장 인접한 우물층의 In 조성은 3~5%인 발광소자.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2 도전형 반도체층에 가장 인접한 우물층의 In 조성은 13~16%인 발광소자.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성층은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 위치하는 제3 영역을 더 포함하는 발광소자.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수 개의 우물층은 상기 제1 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭이 상기 제3 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭보다 크고, 상기 제3 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭이 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 에너지 밴드갭보다 큰 발광소자.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수 개의 우물층은 상기 제1 영역에 속하는 우물층의 In 조성이 상기 제3 영역에 속하는 우물층의 In 조성보다 작고, 상기 제3 영역에 속하는 우물층의 In 조성이 상기 제2 영역에 속하는 우물층의 In 조성보다 작은 발광소자.
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