KR20150131526A - 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지 - Google Patents

발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR20150131526A
KR20150131526A KR1020140058280A KR20140058280A KR20150131526A KR 20150131526 A KR20150131526 A KR 20150131526A KR 1020140058280 A KR1020140058280 A KR 1020140058280A KR 20140058280 A KR20140058280 A KR 20140058280A KR 20150131526 A KR20150131526 A KR 20150131526A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
reflective layer
light emitting
emitting device
reflective
Prior art date
Application number
KR1020140058280A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102212793B1 (ko
Inventor
박찬근
김형준
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020140058280A priority Critical patent/KR102212793B1/ko
Publication of KR20150131526A publication Critical patent/KR20150131526A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102212793B1 publication Critical patent/KR102212793B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/10—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/14—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure

Abstract

실시예에 따른 발광소자는, 제 1 도전형 반도체층; 상기 제 1 도전형 반도체층 상의 반사층; 상기 반사층 상의 활성층; 및 상기 활성층 상의 제 2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 반사층은, 제 1 반사층; 및 상기 제 1 반사층 상의 제 2 반사층을 포함하고, 상기 제 1 반사층과 상기 제 2 반사층의 밴드갭 차이는 0.7eV 이상이다.

Description

발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE AND ULTRAVIOLET LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE HAVING THE SAME}
실시예는 발광소자 및 이를 포함하는 조명 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 발광소자(Light Emitting Diode)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 화합물 반도체로서, 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 생성될 수 있고 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
발광소자는 순방향전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 밴드갭 에너지에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 발광소자가 된다.
최근에는 자외선을 이용한 자외선 발광소자가 개발되고 있으며, 이러한 자외선 발광소자는 치료, 살균 등의 목적으로 다양한 분야에서 사용되고 있다.
이러한 자외선 발광소자는 일정 범위의 파장대의 광을 출사할 수 있다. 자세하게, 자외선 발광소자는 약 365㎚ 내지 약 405㎚의 파장대을 출사할 수 있다. 이때, 상기 파장대의 광들이 모두 출사되지 않고, 일부 파장대의 광들은 n층에 흡수됨에 따라 발광 효율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 발광소자가 요구된다.
실시예는 향상된 발광 효율을 가지는 발광소자를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 발광소자는, 제 1 도전형 반도체층; 상기 제 1 도전형 반도체층 상의 반사층; 상기 반사층 상의 활성층; 및 상기 활성층 상의 제 2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 반사층은, 제 1 반사층; 및 상기 제 1 반사층 상의 제 2 반사층을 포함하고, 상기 제 1 반사층과 상기 제 2 반사층의 밴드갭 차이는 0.7eV 이상이다.
실시예에 따른 발광소자는 제 1 도전형 반도체층 상에 배치되는 반사층을 포함할 수 있다.
이에 따라, 활성층에서 발광되는 광을 반사층에 의해 다시 반사시킴으로써, 제 1 도전형 반도체층으로 자외선 광 중 일부 파장의 광이 제 1 도전형 반도체층에 흡수되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 발광소자는 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 반사층을 확대한 도면이다.
도 3은 도 2의 반사층을 세분화하여 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 5는 실시예에 따른 다른 발광소자 패키지의 단면도이다
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자는 기판(110), 상기 기판(110) 상에 배치되는 버퍼층(120), 상기 버퍼층(120) 상에 배치되는 제 1 도전형 반도체층(130), 상기 제 1 도전형 반도체층(130) 상에 배치되는 전류 확산층(140), 상기 전류 확산층(140) 상에 배치되는 반사층(200), 상기 반사층(200) 상에 배치되는 스트레인 제어층(150), 상기 스트레인 제어층(150) 상에 배치되는 활성층(160), 상기 활성층(160) 상에 배치되는 전자 차단층(170)과, 상기 전자 차단층(170) 상에 배치되는 제 2 도전형 반도체층(180)과, 상기 제 2 도전형 반도체층(180) 상에 배치되는 투광성 전극층(190)과, 상기 제 1 도전형 반도체층(130) 상에 배치되는 제 1 전극(131)과, 상기 투광성 전극층(190) 상에 배치되는 제 2 전극(181)을 포함할 수 있다.
상기 기판(110)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(110)은 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 상기 기판(110)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge 및 Ga203 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 기판(110) 상에는 상기 버퍼층(120)이 배치될 수 있다.
상기 버퍼층(120)은 상기 발광구조물과 상기 기판(110)의 격자 부정합을 완화시켜 주는 역할을 할 수 있다. 상기 버퍼층(120)으로는 Ⅲ족-Ⅴ족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN 및 AlInN 중 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(120)은 상기 기판(110) 상에 일정 간격으로 배치되어 패턴 형태로 구성될 수 있으나, 실시예는 이에 한정되지 않는다.
상기 버퍼층(120) 상에는 상기 제 1 도전형 반도체층(130)이 배치될 수 있다.
상기 제 1 도전형 반도체층(130)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제 1 도전형 반도체층(130)은 예로서 Ⅱ족-Ⅳ족 화합물 반도체 또는 Ⅲ족-Ⅴ족 화합물 반도체로 구현될 수 있다.
상기 제 1 도전형 반도체층(130)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제 1 도전형 반도체층(130)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP 및 AlGaInP 중 적어도 하나의 반도체 재료에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se 및 Te 중 적어도 하나의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 전류 확산층(140)은 상기 제 1 도전형 반도체층(130) 상에 배치될 수 있다. 상기 전류 확산층(140)은 내부 양자 효율을 향상시켜 광 효율을 증대시킬 수 있으며, 언도프트 질화갈륨층(undoped GaN layer)일 수 있다. 상기 전류 확산층(140) 상에는 전자 주입층(미도시)이 더 형성될 수도 있다. 상기 전자 주입층은 질화갈륨을 포함하여 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
상기 전류 확산층(140) 상에는 반사층(200)이 배치될 수 있다. 상기 반사층(200)에는 n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(200)에는 Si 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 반사층(200)에 Si 등의 n형 도핑원소가 도핑됨으로써, 반사층의 두께에 따른 캐리어의 주입(Carrier injection) 또는 전자의 주입(electron injection)의 영향을 방지할 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 도전형 반도체층(130)과 활성층(160) 사이에 배치되는 상기 반사층(200)이 얇은 두께로 배치되는 경우에는, 제 1 도전형 반도체층(130)에서 활성층(160)으로 이동하는 전자 또는 캐리어가 원활하게 이동될 수 있다
그러나, 상기 반사층(200)이 두꺼운 두께로 배치되는 경우에는, 상기 반사층을 통해 전자 또는 캐리어가 활성층(160) 방향으로 이동되는 것에 영향을 줄 수 있고, 이러한 영향을 방지하기 위해, 상기 반사층(200)이 두꺼운 두께로 배치되는 경우에는, 상기 반사층(200) 내에 Si 등의 n형 도펀트를 도핑하여, 활성층 방향으로 이동하는 전자 또는 캐리어의 이동을 원활하게 할 수 있다.
또한, 상기 반사층(200)은 활성층에서 발광되는 광이 상기 제 1 도전형 반도체층(130) 방향으로 이동되기 전에 다시 반사시킬 수 있어, 상기 제 1 도전형 반도체층(130)으로 흡수되는 광을 감소시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 반사층(200)은 적어도 2개의 반사층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(200)은 상기 전류 확산층(140) 상에 배치되는 제 1 반사층(210) 및 상기 제 1 반사층(210) 상에 배치되는 제 2 반사층(220)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220)에는 모두 Si 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220) 중 적어도 하나의 반사층은 InaAlbGacNd(0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤c≤1, 0≤d≤1, 0≤a+b+c+d≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220) 중 적어도 하나의 반사층은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나의 반도체 재료에서 선택될 수 있다.
상기 제 1 반사층(210)과 상기 제 2 반사층(220)은 서로 다른 밴드갭 에너지를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220) 중 적어도 하나의 반사층은 다른 반사층보다 더 큰 밴드갭 에너지를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 반사층(210)이 상기 제 2 반사층(220)보다 더 큰 밴드갭 에너지를 가질 수 있다. 또는 상기 제 2 반사층(220)이 상기 제 1 반사층(210)보다 더 큰 밴드갭 에너지를 가질 수 있다.
상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220)은 약 6.28eV 미만의 밴드갭 에너지를 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 반사층(210)의 밴드갭 에너지와 상기 제 2 반사층(220)의 밴드갭 에너지의 차이는 약 0.7eV 이상일 수 있다.
상기 제 1 반사층(210)의 밴드갭 에너지와 상기 제 2 반사층(220)의 밴드갭 에너지의 차이가 약 0.7eV 미만인 경우, 상기 반사층(200)의 반사율이 저하되어 자외선 파장대의 일부 광이 제 1 도전형 반도체층(130)에 흡수되어 광 효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220)의 밴드갭 에너지가 약 6.28eV을 초과하는 것은 반사층 재료의 특성상 어려울 수 있고, 제 1 반사층(210)과 제 2 반사층(220)의 반사율이 저하될 수 있으며, 반사층(200)의 격자상수 미스매치(lattice mismatch)가 증가될 수 있다.
또한, 상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220) 중 적어도 하나의 반사층의 밴드갭 에너지는 상기 활성층(160)의 밴드갭 에너지와 동일하거나 더 클 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220) 중 다른 반사층보다 밴드갭 에너지가 작은 반사층은 상기 활성층(160)의 밴드갭 에너지 이상일 수 있다. 즉, 상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220) 중 다른 반사층보다 밴드갭 에너지가 작은 반사층은 상기 활성층(160)의 밴드갭 에너지와 동일하거나 더 클 수 있다.
이때, 상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220) 중 다른 반사층보다 밴드갭 에너지가 작은 반사층의 밴드갭 에너지는 상기 활성층(160)의 밴드갭 에너지와 동일하거나 더 클 수 있다.
이때, 상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220) 중 다른 반사층보다 밴드갭 에너지가 작은 반사층의 밴드갭 에너지가 상기 활성층(160)의 밴드갭 에너지보다 작은 경우 활성층에서 나오는 광이 반사가 되기전에 상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220) 중 다른 반사층보다 밴드갭 에너지가 작은 반사층에 흡수가 될 수 있다.
상기 반사층(200)은 2㎛ 내지 3㎛의 두께(T)로 배치될 수 있다. 상기 반사층(200)의 두께가 2㎛ 미만인 경우, 상기 반사층(200)의 반사율이 저하되어 자외선 파장대의 일부 광이 제 1 도전형 반도체층(130)에 흡수되어 광 효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 반사층(200)의 두께가 3㎛ 을 초과하는 경우 반사층 내부에 크랙이 발생하여 품질이 저하될 수 있다.
상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220)은 서로 교대로 배치될 수 있다.
이때, 상기 제 1 반사층(210) 상에 상기 제 2 반사층(220)이 배치되는 것을 한 쌍(1 pair)으로 정의하였을 때, 상기 반사층(200)은 복수 개의 쌍으로 배치될 수 있다.
상기 반사층(200)이 복수 개의 쌍으로 배치됨에 따라, 반사층(200)의 격자상수 미스매치(lattice mismatch)를 감소시킬 수 있다. 즉, 밴드갭 에너지가 서로 다른 즉, 서로 조성비가 서로 다른 제 1 반사층(210)과 제 2 반사층(220)을 복수 개의 쌍으로 교대로 배치함에 따라, 단층으로 형성되는 반사층에 비해 반사층의 전체적인 격자상수 불일치를 감소시킬 수 있어 반사층의 크랙발생을 감소시킬 수 있다..
도 3을 참조하면, 상기 반사층(200)은 상기 제 1 반사층(210) 및 상기 제 2 반사층(220)이 교대로 배치되어 복수 개의 쌍(pair)으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 반사층(200)은 적어도 10쌍 이상으로 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 반사층(200)은 10쌍 내지 40쌍으로 배치될 수 있다.
상기 반사층(200)이 약 10쌍 미만으로 배치되는 경우, 상기 반사층(200)의 반사율이 저하되어 자외선 파장대의 일부 광이 제 1 도전형 반도체층(130)에 흡수되어 광 효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 반사층(200)이 40쌍을 초과하여 배치되는 경우, 반사층 내부에 크랙이 발생하여 품질이 저하될 수 있다.
또한, 이때 상기 한쌍의 상기 제 1 반사층(210) 및 제 2 반사층(220) 중 적어도 하나의 반사층은 40㎚ 내지 60㎚의 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 반사층(210)의 두께(t1) 및 제 2 반사층(220)의 두께(t2)는 40㎚ 내지 60㎚의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제 1 반사층(210)과 상기 제 2 반사층(220)의 두께가 40㎚ 미만인 경우, 상기 반사층(200)의 반사율이 저하되어 자외선 파장대의 일부 광이 제 1 도전형 반도체층(130)에 흡수되어 광 효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 제 1 반사층(210)과 상기 제 2 반사층(220)의 두께가 60㎚을 초과하여 배치되는 경우, 반사층 내부에 크랙이 발생하여 품질이 저하될 수 있다.
상기 반사층(200) 상에는 스트레인 제어층(150)이 형성될 수 있다.
상기 스트레인 제어층(150)은 반사층(200)과 활성층(160) 사이의 격자 불일치에 기이한 응력을 효과적으로 완화시키는 역할을 한다.
상기 스트레인 제어층(150)의 격자상수는 상기 반사층(200)의 격자 상수보다는 크되, 상기 활성층(160)의 격자 상수보다는 작을 수 있다. 이에 따라 활성층(160)과 상기 반사층(200) 사이에 격자상수 차이에 의한 스트레스를 최소화할 수 있다.
상기 스트레인 제어층(150)은 다층(multi-layer)으로 형성될 수 있으며, 예컨대, 스트레인 제어층(150)은 AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 및 GaN을 복수의 쌍(pair)으로 구비할 수 있다.
상기 스트레인 제어층(150) 상에는 활성층(160)이 배치될 수 있다.
상기 활성층(160)은 상기 제 1 도전형 반도체층(130)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제 2 도전형 반도체층(180)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(160)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(120)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(160)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층(160)은 예로서 II족-VI족 또는 III족-V족 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층(113)은 예로서 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다.
상기 활성층(160)이 다중 우물 구조로 구현된 경우 상기 활성층(160)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 구현될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 구현될 수 있다.
상기 활성층(160)은 가시광선 또는 자외선을 방출하는 층일 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(160)에 의해 실시예에 따른 발광소자는 자외선을 발광할 수 있다.
상기 활성층(160) 상에는 전자 차단층(170)이 배치될 수 있다.
전자 차단층(170)은 전자 차단(electron blocking) 및 활성층의 클래딩(MQW cladding) 역할을 하며, 이로 인해 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 전자 차단층(170)은 AlxGayNz(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,0≤x+y+z≤1)계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(160)의 에너지 밴드 갭보다는 높은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있으며, 5nm 내지 50nm의 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전자 차단층(170)이 5nm 미만의 두께를 가지는 경우 전자 차단층이 너무 얇아 전자 차단 역할을 할 수 없고, 50nm를 초과하는 두께를 가지는 경우, 전자 차단층의 결정성이 안좋아질 수 있다.
상기 전자 차단층(170) 상에는 제 2 도전형 반도체층(180)이 배치될 수 있다.
상기 제 2 도전형 반도체층(180)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제 2 도전형 반도체층(180)은 예로서 Ⅱ족-Ⅳ족 화합물 반도체 또는 Ⅲ족-Ⅴ족 화합물 반도체로 구현될 수 있다.
상기 제 2 도전형 반도체층(180)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제 2 도전형 반도체층(180)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP 및 AlGaInP 중에서 적어도 하나의 반도체 재료를 포함할 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr 및 Ba 중 적어도 하나의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
한편, 상기 제 1 도전형 반도체층(130)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 도전형 반도체층(180)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제 2 도전형 반도체층(180) 아래에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 발광 구조물은 np, pn, npn 및 pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나의 접합 구조를 가질 수 있다.
상기 제 1 도전형 반도체층(130) 및 상기 제 2 도전형 반도체층(180) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광 구조물의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제 2 도전형 반도체층(180) 상에는 투광성 전극층(190)이 배치될 수 있다.
상기 투광성 전극층(190)은 캐리어 주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 또는 금속합금, 금속 산화물 등을 단층 또는 다층으로 배치할 수 있다. 예컨대, 상기 투광성 전극층(190)은 반도체와 전기적인 접촉이 우수한 물질로 형성될 수 있으며, 상기 투광성 전극층(190)으로는 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, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
상기 투광성 전극층(190) 상에는 제 2 전극(181)이 배치되며, 상부 일부가 노출된 제 1 도전형 반도체층(130) 상에는 제 1 전극(131)이 형성될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지는 실시예에 따른 발광소자가 배치될 수 있다.
발광소자 패키지는 서브마운트 기판(310)과, 상기 서브마운트 기판(310) 상에 배치된 본딩 패드(320,330)와, 상기 서브 마운트 기판(310) 상에 범프(340,350)에 의해 플립칩 본딩되는 발광소자를 포함할 수 있다.
발광소자(100)는 앞서 설명한 실시예에 따른 발광소자가 사용될 수 있으며, 발광소자(100)가 뒤집어진 상태로 서브마운틴 기판(310)에 배치될 수 있다.
서브마운틴 기판(310)은 열전도성이 우수한 SiC, Si, Ge, SiGe, AlN, 금속 등이 사용될 수 있다. 서브마운틴 기판(310) 상에는 본딩 패드(320,330)가 배치될 수 있다. 본딩 패드(320,330)는 발광소자(110)에 전원을 공급한다.
본딩 패드(320,330)는 전기 전도성이 우수한 금속을 사용할 수 있으며, 스크린 인쇄법 또는 마스크 패턴을 이용한 증착 공정을 통해 형성될 수 있다. 본딩 패드(320,330)는 제1 본딩패드(320)와 제2 본딩패드(330)를 포함할 수 있다. 제1 본딩 패드(320)와 제2 본딩 패드(330)는 전기적으로 분리시킬 수 있다.
본딩 패드(320,330) 상에는 범프(340,350)가 배치될 수 있다. 상기 범프(340,350)는 Pb, Sn, Au, Ge, Cu, Bi, Cd, Zn, Ag, Ni 및 Ti 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으며, 이들의 합금을 사용할 수 있다. 상기 범프(340,350)는 제1 범프(340)와 제2 범프(350)를 포함할 수 있다.
제1 범프(340)와 제2 범프(350)는 본딩 패드(320,330) 상에 배치되어 발광소자(100)의 제1 전극과 제2 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 다른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 다른 발광소자 패키지는 실시예에 따른 발광소자가 배치될 수 있다.
발광 소자 패키지는 패키지 몸체부(505)와, 상기 패키지 몸체부(505) 상에 배치된 제3 전극층(513) 및 제4 전극층(514)과, 상기 패키지 몸체부(505) 상에 배치되어 상기 제3 전극층(513) 및 제4 전극층(514)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(530)를 포함할 수 있다.
상기 패키지 몸체부(505)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함할 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 주상에 경사면이 형성될 수 있다.
상기 제3 전극층(513) 및 제4 전극층(514)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 제3 전극층(513) 및 제4 전극층(514)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 패키지 몸체부(505) 상에 배치되거나 상기 제3 전극층(513) 또는 제4 전극층(514) 상에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 제3 전극층(513) 및/또는 제4 전극층(514)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 실시예에서는 상기 발광 소자(100)가 상기 제3 전극층(513) 및 제4 전극층(514)과 각각 와이어를 통해 전기적으로 연결된 것이 예시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 몰딩부재(530)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(530)에는 형광체(532)가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 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.

Claims (7)

  1. 제 1 도전형 반도체층;
    상기 제 1 도전형 반도체층 상의 반사층;
    상기 반사층 상의 활성층; 및
    상기 활성층 상의 제 2 도전형 반도체층을 포함하고,
    상기 반사층은,
    제 1 반사층; 및
    상기 제 1 반사층 상의 제 2 반사층을 포함하고,
    상기 제 1 반사층과 상기 제 2 반사층의 밴드갭 차이는 0.7eV 이상인 발광소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 반사층 및 상기 제 2 반사층 중 다른 반사층보다 밴드갭 에너지가 작은 반사층의 밴드갭 에너지는 상기 활성층의 밴드갭 에너지와 동일하거나 더 큰 발광소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 반사층의 두께는 2㎛ 내지 3㎛인 발광소자.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 반사층 및 상기 제 2 반사층 중 적어도 하나의 반사층의 두께는 40㎚ 내지 60㎚인 발광소자.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 반사층은, 상기 제 1 반사층 및 상기 제 2 반사층을 포함하는 적어도 하나의 쌍(pair)으로 정의되고,
    상기 쌍(pair)은 10쌍 내지 40쌍인 발광소자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 반사층은 n형 도펀트를 포함하는 발광 소자.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지.
KR1020140058280A 2014-05-15 2014-05-15 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지 KR102212793B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140058280A KR102212793B1 (ko) 2014-05-15 2014-05-15 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140058280A KR102212793B1 (ko) 2014-05-15 2014-05-15 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150131526A true KR20150131526A (ko) 2015-11-25
KR102212793B1 KR102212793B1 (ko) 2021-02-05

Family

ID=54845350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140058280A KR102212793B1 (ko) 2014-05-15 2014-05-15 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102212793B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08222761A (ja) * 1995-02-16 1996-08-30 Showa Denko Kk 半導体発光装置
JP2005203419A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Hitachi Cable Ltd 発光素子用エピタキシャルウェハ
KR20120138275A (ko) * 2011-06-14 2012-12-26 엘지이노텍 주식회사 발광소자

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08222761A (ja) * 1995-02-16 1996-08-30 Showa Denko Kk 半導体発光装置
JP2005203419A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Hitachi Cable Ltd 発光素子用エピタキシャルウェハ
KR20120138275A (ko) * 2011-06-14 2012-12-26 엘지이노텍 주식회사 발광소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR102212793B1 (ko) 2021-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3073538B1 (en) Red light emitting device and lighting system
KR20110044020A (ko) 발광소자 및 그 제조방법
US10510926B2 (en) Ultraviolet light emitting diode and light emitting diode package
KR102356232B1 (ko) 자외선 발광소자 및 발광소자 패키지
KR102175346B1 (ko) 발광소자 및 발광 소자 패키지
KR102304123B1 (ko) 발광소자, 발광소자 패키지, 및 이를 포함하는 조명시스템
KR102397266B1 (ko) 발광소자 및 조명장치
KR102199997B1 (ko) 발광소자 및 발광 소자 패키지
KR102425124B1 (ko) 발광소자 및 발광소자 패키지
KR102212793B1 (ko) 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지
KR102224164B1 (ko) 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템
KR102322696B1 (ko) 자외선 발광소자 및 발광소자 패키지
KR102376672B1 (ko) 발광소자 및 발광소자 패키지
KR102158576B1 (ko) 자외선 발광소자 및 이를 구비하는 발광소자 패키지
KR102356516B1 (ko) 발광소자 및 발광소자 패키지
KR102353844B1 (ko) 자외선 발광소자 및 발광소자 패키지
KR102330022B1 (ko) 발광소자 및 발광소자 패키지
KR102142714B1 (ko) 자외선 발광소자 및 이를 구비하는 발광소자 패키지
KR102336432B1 (ko) 발광소자 및 발광소자 패키지
KR102430965B1 (ko) 발광 소자 및 발광 소자 패키지
KR102302321B1 (ko) 발광 소자
KR102261950B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR102432015B1 (ko) 자외선 발광소자 및 발광소자 패키지
KR102561565B1 (ko) 발광소자 및 발광소자 패키지
KR102299735B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant