KR20160013553A - 발광소자 및 조명시스템 - Google Patents

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Abstract

실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 질화갈륨계열 초격자층; 상기 질화갈륨계열 초격자 구조층 상에 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다.
상기 질화갈륨계열 초격자층은 상기 활성층 상에 제1 질화갈륨계열 초격자층과, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층 상에 제2 질화갈륨계열 초격자층;을 포함할 수 있다.

Description

발광소자 및 조명시스템{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHTING SYSTEM}
실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로서, 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족의 원소가 화합하여 생성될 수 있다. LED는 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 에너지 갭에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 발광소자가 되는 것이다.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
종래기술에 의하면, 활성층과 제2 도전형 반도체층 사에 전자차단층을 구비하여 전자의 오버 플로우를 막아 발광효율을 증대하는 기술이 있으나 전자차단의 기능을 제대로 수행하지 못하는 경우가 많다.
또한 종래기술에 의하면, 패드전극 중심으로 캐리어의 집중에 의해 발광효율이 저하되는 문제가 있다.
실시예는 전차차단 기능을 극대화하여 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.
또한 실시예는 전류확산 기능을 향상시켜 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층(112); 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 활성층(114); 상기 활성층(114) 상에 질화갈륨계열 초격자층(120); 상기 질화갈륨계열 초격자 구조층(120) 상에 제2 도전형 반도체층(116);을 포함할 수 있다.
상기 질화갈륨계열 초격자층(120)은 상기 활성층(114) 상에 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)과, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122) 상에 제2 질화갈륨계열 초격자층(124);을 포함할 수 있다.
상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)의 밴드갭 에너지는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)의 밴드갭 에너지보다 작을 수 있다.
실시예에 따른 조명시스템은 상기 발광소자를 구비하는 발광유닛을 포함할 수 있다.
실시예는 전차차단 기능을 극대화하여 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
또한 실시예는 전류확산 기능을 향상시켜 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 조성 예시도.
도 3은 실시예에 따른 발광소자의 밴드 다이어그램 제1 부분 예시도.
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 밴드 다이어그램 제2 부분 예시도.
도 5 내지 도 7은 실시예에 따른 발광소자의 제조방법 공정 예시도.
도 8은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 9는 실시예에 따른 조명 장치의 사시도.
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.
(실시예)
도 1은 실시예에 따른 발광소자(100)의 단면도이며, 도 2는 실시예에 따른 발광소자의 조성 예시도이다.
도 3은 실시예에 따른 발광소자의 밴드 다이어그램 제1 부분 예시도이다.
실시예에 따른 발광소자(100)는 제1 도전형 반도체층(112)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 활성층(114)과, 상기 활성층(114) 상에 질화갈륨계열 초격자층(120)과, 상기 질화갈륨계열 초격자 구조층(120) 상에 제2 도전형 반도체층(116)을 포함할 수 있다.
상기 활성층(114)은 양자우물(114w)과 양자벽(114b)을 포함하며, 상기 제1 도전형 반도체층(112), 상기 활성층(114) 및 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 발광구조물(110)을 구성할 수 있다.
실시예는 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 배치되는 투광성 전극(130)과 상기 투광성 전극(130) 상에 배치되는 제2 전극(152) 및 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 전기적으로 연결되는 제1 전극(151)을 포함할 수 있다.
도 1에서, 전극이 같은 방향으로 배치되는 수평형 발광소자에 대해 도시하고 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예는 상기 질화갈륨계열 초격자층(120) 상에 알류미늄 갈륨계열 질화물반도체층(128)을 구비하여 전자차단 기능을 통해 발광효율을 증대시킬 수 있다.
실시예에서 상기 질화갈륨계열 초격자층(120)은 상기 활성층(114) 상에 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)과, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122) 상에 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)은 상기 활성층(114)과 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124) 사이에 배치될 수 있다.
즉, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)은 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)보다 활성층(114)에 인접하여 배치될 수 있다.
실시예에 의하면, 도 3과 같이, 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)의 밴드갭 에너지는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)의 밴드갭 에너지보다 작을 수 있다.
예를 들어, 상기 질화갈륨계열 초격자층(120)은 InxGa1-xN/AlyGa1-yN(단,0＜x＜1, 0＜y＜1)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)은 Inx1Ga1-x1N(122 a)/Aly1Ga1-y1N(122b)(단,0＜x1＜1, 0＜y1＜1)을 포함하고, 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)은 Inx2Ga1-x2N(124a)/Aly2Ga1-y2N(124b)(단,0＜x2＜1, 0≤y2＜1)을 포함할 수 있다.
이때, 도 2와 같이 실시예에서 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에서 인듐의 농도(x1)는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)에서의 인듐의 농도(x2)보다 큼으로써 전자의 보유(electron reservoir) 효과가 현저히 증대될 수 있다.
예를 들어, 도 3에서와 같이, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)의 밴드갭 에너지는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)의 밴드갭 에너지보다 작을 수 있다.
광도(Po) 동작전압(VF3)
비교예 449.1 3.45
실험예 497.4 3.33
표 1은 실시예에 따른 실험예 발광소자(100)와 비교예의 광도(Po) 및 동작전압(VF3) 비교 데이터이다.
실시예에 의하면, 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)과 활성층(114) 사이에 배치되며, 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)의 밴드갭 에너지보다 작은 밴드갭 에너지를 구비하는 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)을 구비함으로써 전자(electron)들을 효과적으로 저장하여 전자의 오버플로우를 방지하여 내부 발광효율을 증대하여 표1과 같이 광도(Po)가 증대되었다.
또한 실시예에 의하면 제2 도전형 반도체층(116)과 활성층(114) 사이에 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)과 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)을 배치함으로써 전류확산(Current spreading)을 효과적으로 수행하여 표 1과 같이, 동작전압(VF3)개선 및 광도(Po)가 개선되었다.
실시예에서 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)이 Inx1Ga1-x1N/Aly1Ga1-y1N(단,0＜x1＜1, 0＜y1＜1)을 구비하는 경우, 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에서 인듐의 농도(x1)는 상기 활성층(114)의 양자우물의 인듐의 농도 이하일 수 있다.
상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에서 인듐의 농도(x1)가 상기 활성층(114)의 양자우물의 인듐의 농도 보다 큰 경우 광 흡수 및 전자트랩(electron trap) 등에 의하여 광손실이 발생할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 AlGaN 배리어를 채용하는 UV 발광소자일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에서 알루미늄의 농도(y1)는 상기 활성층(114)의 양자벽의 알루미늄의 농도보다 작을 수 있다.
실시예에서 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)의 알루미늄의 농도(y1)가 상기 활성층(114)의 양자벽의 알루미늄의 농도보다 큰 경우 배리어(barrier) 역할에 의한 동작전압(VF3) 상승 또는 광도 저하의 문제가 발생할 수 있다.
실시예에서 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에 제1 도전형 도핑원소, 예를 들어 Si이 도핑될 수 있으나, 그 도핑농도는 1×10-19 (atoms/cm3)미만일 수 있다. 상기 제1 도전형 원소의 도핑농도가 1×10-19 (atoms/cm3) 이상일 경우 전자 터널링(electron tunneling)에 의하여 저 전류 발생으로 수율 저하 가능성이 있다.
실시예에서 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에서 각 Inx1Ga1-x1N층 또는 Aly1Ga1-y1N층의 두께는 약 1nm 내지 약 3nm 이며, 약 10 페어(pair) 내지 30 페어로 성장할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 밴드 다이어그램 제2 부분 예시도이다.
실시예에서 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)의 두께는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)의 두께보다 작을 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)의 페어(pair) 수는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)의 페어(pair) 수보다 적을 수 있고, 이를 통해 격자 상수가 큰 In의 비율을 최적화하면서 전자의 차단기능 및 보유 기능을 극대화하면서 전류확산 기능을 높혀서 광도향상의 극대화 및 동작전압을 효과적으로 낮출 수 있다.
실시예는 전차차단 기능을 극대화하여 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공할 수 있다.
또한 실시예는 전류확산 기능을 향상시켜 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 실시예에 따른 발광소자의 제조방법을 설명하면서 실시예를 좀 더 상술하기로 한다.
먼저, 도 5와 같이 기판(102)을 준비한다. 상기 기판(102)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일수 있다.
예를 들어, 상기 기판(102)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 기판(102) 위에는 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
이때, 상기 기판(102) 위에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 이후 형성되는 발광구조물(110)의 재료와 기판(102)의 격자 부정합을 완화시켜 줄 수 있으며, 버퍼층의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 제1 기판(102) 상에 제1 도전형 반도체층(112), 활성층(114) 및 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광구조물(110)이 형성될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
상기 활성층(114)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(114)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(114)의 양자우물(114W)/양장벽(114B)은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
다음으로, 상기 활성층(114) 상에 질화갈륨계열 초격자층(120)이 형성될 수 있다.
상기 질화갈륨계열 초격자층(120)은 상기 활성층(114) 상에 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)과, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122) 상에 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)을 포함할 수 있다.
상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)은 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)보다 활성층(114)에 인접하여 배치될 수 있다.
실시예에 의하면, 도 3과 같이, 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)의 밴드갭 에너지는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)의 밴드갭 에너지보다 작을 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)은 Inx1Ga1-x1N(122a)/Aly1Ga1-y1N(122b)(단,0＜x1＜1, 0＜y1＜1)을 포함하고, 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)은 Inx2Ga1-x2N(124a)/Aly2Ga1-y2N(124b)(단,0＜x2＜1, 0≤y2＜1)을 포함할 수 있다.
실시예에서 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에서 각 Inx1Ga1-x1N층 또는 Aly1Ga1-y1N층의 두께는 약 1nm 내지 약 3nm 이며, 약 10 페어(pair) 내지 30 페어로 성장할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 도 2와 같이 실시예에서 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에서 인듐의 농도(x1)는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)에서의 인듐의 농도(x2)보다 큼으로써 전자의 보유(electron reservoir) 효과가 현저히 증대될 수 있다.
예를 들어, 도 3에서와 같이, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)의 밴드갭 에너지는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)의 밴드갭 에너지보다 작을 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)과 활성층(114) 사이에 배치되며, 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)의 밴드갭 에너지보다 작은 밴드갭 에너지를 구비하는 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)을 구비함으로써 전자(electron)들을 효과적으로 저장하여 전자의 오버플로우를 방지하여 내부 발광효율을 증대하여 광도(Po)가 현저히 증대될 수 있다.
또한 실시예에 의하면 제2 도전형 반도체층(116)과 활성층(114) 사이에 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)과 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)을 배치함으로써 전류확산(Current spreading)을 효과적으로 수행하여 동작전압(VF3)개선 및 광도(Po)가 개선될 수 있다.
실시예에서 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)이 Inx1Ga1-x1N/Aly1Ga1-y1N(단,0＜x1＜1, 0＜y1＜1)을 구비하는 경우, 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에서 인듐의 농도(x1)는 상기 활성층(114)의 양자우물의 인듐의 농도 이하일 수 있다.
상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에서 인듐의 농도(x1)가 상기 활성층(114)의 양자우물의 인듐의 농도 보다 큰 경우 광 흡수 및 전자트랩(electron trap) 등에 의하여 광손실이 발생할 수 있다.
실시예에서 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에서 알루미늄의 농도(y1)는 상기 활성층(114)의 양자벽의 알루미늄의 농도보다 작을 수 있다.
실시예에서 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)의 알루미늄의 농도(y1)가 상기 활성층(114)의 양자벽의 알루미늄의 농도보다 큰 경우 배리어(barrier) 역할에 의한 동작전압(VF3) 상승 또는 광도 저하의 문제가 발생할 수 있다.
실시예에서 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)에 제1 도전형 도핑원소, 예를 들어 Si이 도핑될 수 있으나, 그 도핑농도는 1×10-19 (atoms/cm3)미만일 수 있다.
실시예에서 도 4와 같이, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)의 두께는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)의 두께보다 작을 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 질화갈륨계열 초격자층(122)의 페어(pair) 수는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)의 페어(pair) 수보다 적을 수 있고, 이를 통해 격자 상수가 큰 In의 비율을 최적화하면서 전자의 차단기능 및 보유 기능을 극대화하면서 전류확산 기능을 높혀서 광도향상의 극대화 및 동작전압을 효과적으로 낮출 수 있다.
다음으로, 제2 질화갈륨계열 초격자층(124) 상에 알류미늄 갈륨계열 질화물반도체층(128)이 형성될 수 있다.
상기 알류미늄 갈륨계열 질화물반도체층(128)은 전자 차단(electron blocking) 및 활성층의 클래딩(MQW cladding) 역할을 해줌으로써 발광효율을 개선될 수 있다.
예를 들어, 상기 알류미늄 갈륨계열 질화물반도체층(128)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(114)의 에너지 밴드 갭보다는 높은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있으며, 약 100Å~ 약 600Å의 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이후, 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 알류미늄 갈륨계열 질화물반도체층(128) 상에 반도체 화합물로 형성될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(116)은 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(116)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 n형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 제2 도전형 반도체층(116) 위에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 n형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광구조물(110)은 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.
이후, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 투광성 전극(130)이 형성된다.
예를 들어, 상기 투광성 전극(130)은 오믹층을 포함할 수 있으며, 정공주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층하여 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 투광성 전극(130)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
다음으로, 도 6과 같이, 제1 도전형 반도체층(112)이 노출되도록 투광성 전극(130), 제2 도전형 반도체층(116), 알류미늄 갈륨계열 질화물반도체층(128), 제2 질화갈륨계열 초격자층(124), 제1 질화갈륨계열 초격자층(122) 및 활성층(114)의 일부를 제거할 수 있다.
다음으로, 도 7와 같이 상기 투광성 전극(130) 상에 제2 전극(152), 노출된 제1 도전형 반도체층(112) 상에 제1 전극(151)을 각각 형성하여 실시예에 따른 발광소자를 형성할 수 있다.
실시예는 전차차단 기능을 극대화하여 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
또한 실시예는 전류확산 기능을 향상시켜 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
도 8은 실시예들에 따른 발광소자가 설치된 발광소자 패키지를 설명하는 도면이다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 패키지 몸체부(205)와, 상기 패키지 몸체부(205)에 설치된 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과, 상기 패키지 몸체부(205)에 설치되어 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(230)가 포함된다.
상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)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 제3 전극층(213) 및/또는 제4 전극층(214)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 9는 실시예에 따른 조명시스템의 분해 사시도이다.
실시예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다. 상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)를 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다.
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다. 상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
제1 도전형 반도체층(112), 활성층(114),
제2 도전형 반도체층(116), 질화갈륨계열 초격자층(120),
제1 질화갈륨계열 초격자층(122), 제2 질화갈륨계열 초격자층(124)

Claims (11)

  1. 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층;
    상기 활성층 상에 질화갈륨계열 초격자층;
    상기 질화갈륨계열 초격자 구조층 상에 제2 도전형 반도체층;을 포함하며,
    상기 질화갈륨계열 초격자층은
    상기 활성층 상에 제1 질화갈륨계열 초격자층과,
    상기 제1 질화갈륨계열 초격자층 상에 제2 질화갈륨계열 초격자층;을 포함하고,
    상기 제1 질화갈륨계열 초격자층의 밴드갭 에너지는 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층의 밴드갭 에너지보다 작은 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 질화갈륨계열 초격자층은 InxGa1-xN/AlyGa1-yN(단,0＜x＜1, 0＜y＜1)을 포함하는 발광소자.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 질화갈륨계열 초격자층은 Inx1Ga1-x1N/Aly1Ga1-y1N(단,0＜x1＜1, 0＜y1＜1)을 포함하고,
    상기 제2 질화갈륨계열 초격자층은 Inx2Ga1-x2N/Aly2Ga1-y2N(단,0＜x2＜1, 0≤y2＜1)을 포함하는 발광소자.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 질화갈륨계열 초격자층에서 인듐의 농도(x1)는
    상기 제2 질화갈륨계열 초격자층에서의 인듐의 농도(x2)보다 큰 발광소자.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 질화갈륨계열 초격자층에서 인듐의 농도(x1)는
    상기 활성층의 양자우물의 인듐의 농도보다 이하인 발광소자.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 질화갈륨계열 초격자층에서 알루미늄의 농도(y1)는
    상기 활성층의 양자벽의 알루미늄의 농도보다 작은 발광소자.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 질화갈륨계열 초격자층의 두께는
    상기 제2 질화갈륨계열 초격자층의 두께보다 작은 발광소자.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 질화갈륨계열 초격자층은
    상기 활성층과 상기 제2 질화갈륨계열 초격자층 사이에 배치되는 발광소자.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 질화갈륨계열 초격자층에 제1 도전형 도핑원소가 도핑된 발광소자.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 원소의 도핑농도는 1×10-19 (atoms/cm3)미만인 발광소자.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 하나에 기재된 발광소자를 구비하는 발광유닛을 포함하는 조명시스템.
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