KR20160105177A - 고효율의 발광 다이오드 - Google Patents

고효율의 발광 다이오드 Download PDF

Info

Publication number
KR20160105177A
KR20160105177A KR1020150028514A KR20150028514A KR20160105177A KR 20160105177 A KR20160105177 A KR 20160105177A KR 1020150028514 A KR1020150028514 A KR 1020150028514A KR 20150028514 A KR20150028514 A KR 20150028514A KR 20160105177 A KR20160105177 A KR 20160105177A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nitride semiconductor
semiconductor layer
type nitride
layer
active layer
Prior art date
Application number
KR1020150028514A
Other languages
English (en)
Inventor
박승철
안순호
김재헌
Original Assignee
서울바이오시스 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 서울바이오시스 주식회사 filed Critical 서울바이오시스 주식회사
Priority to KR1020150028514A priority Critical patent/KR20160105177A/ko
Publication of KR20160105177A publication Critical patent/KR20160105177A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • H01L33/145—Semiconductor devices having potential barriers 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 with a current-blocking structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers 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 particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 발광 다이오드는 n형 질화물 반도체층, 상기 n형 질화물 반도체층 상에 위치한 활성층, 상기 활성층 상에 위치한 제1 p형 질화물 반도체층, 상기 제1 p형 질화물 반도체층 상에 위치한 전자차단층, 및 상기 전자차단층 상에 위치한 제2 p형 질화물 반도체층을 포함하며, 상기 제1 p형 질화물 반도체층의 상면은 상기 활성층의 상면과 나란한 제1 면 및 상기 제1 면과 상기 활성층의 상면과 나란하지 않은 제2 면을 포함하며, 상기 제2 면의 극성은 상기 제1 면의 극성보다 크다. 따라서, 자발 분극 및 압전 분극으로 인한 효율 저하를 방지할 수 있다. 또한, 활성층으로의 정공 주입이 효과적으로 이루어질 수 있다. 더불어, 제1 p형 질화물 반도체층이 상대적으로 낮은 온도에서 형성되므로, 제1 p형 질화물 반도체층 성장 시, 활성층에 포함된 In의 증발(evaporation)이 억제될 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드 내의 결정 결함이 줄어들 수 있다.

Description

고효율의 발광 다이오드{LIGHT EMITTING DIODE WITH HIGH EFFICIENCY}
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히, 내부 양자 효율이 향상된 발광 다이오드에 관한 것이다.
최근 발광 다이오드와 같은 발광 소자의 베이스 물질로 폭넓게 사용되는 질화물계 반도체는 질화갈륨 기판과 같은 동종 기판 또는 사파이어와 같은 이종 기판을 이용하여 성장시켜 제조된다. 이러한 질화물계 반도체의 결정성 및 발광 효율에 영향을 미치는 요인들 중 몇몇은 성장 기판의 특성에 의해 영향을 받는다.
질화물계 반도체를 포함하는 발광 소자에 있어서, 전자와 정공이 결합하는 면은 성장면에 대체로 수평하므로, 상기 질화물계 반도체의 성장면에 따라 발광 소자의 특성에 차이를 가진다. 예를 들어, 극성면(예컨대, C-plane)을 성장면으로 갖는 성장 기판 상에 성장된 질화물계 반도체는 극성면에 수직한(normal) 방향으로 성장되어 내부에 자발 분극 및 격자 상수 차이로 인한 압전 분극이 존재한다. 이와 같은 압전 분극과 자발 분극에 의한 분극 현상으로 인하여 질화물계 반도체의 에너지 밴드가 휘는 현상이 발생하고, 이는 활성층에서의 정공과 전자의 분포를 분리시키게 된다. 이에 따라, 전자와 전공의 재결합 효율이 감소하여 발광 효율이 낮아지고, 발광의 적색 편이 현상이 발생하며, 발광 소자의 순방향 전압(Vf)의 증가를 야기한다.
한편, 발광 다이오드는 n형 반도체층에서 공급된 전자가 p형 반도체층에서 공급되는 정공과 결합하는 과정을 통해 광을 방출시킨다. 그러나, 일반적인 발광 다이오드는 n형 반도체층으로부터 활성층에 공급된 전자가 p형 반도체층 측으로 이동하여 결합효율이 저하되는 문제가 발생한다. 따라서, 전자가 p형 반도체층으로 넘어가는 것을 방지하기 위해 활성층과 p형 반도체층 사이에 밴드갭이 상대적으로 큰 전자차단층(Electron Blocking Layer, EBL)을 형성시킨다. 그러나, 전자차단층은 p형 반도체층에서 활성층으로 넘어가야할 정공까지 차단하는 문제가 있다.
따라서, 질화물계 반도체를 포함하는 발광 다이오드에서의 자발 분극 문제를 해결하면서, 동시에 활성층에 도달하여 전자와 결합할 수 있는 정공의 양을 증가시킬 수 있는 새로운 구조의 발광 다이오드가 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 발광 효율이 높은, 특히, 내부 양자 효율이 향상된 자외선 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드는 n형 질화물 반도체층, 상기 n형 질화물 반도체층 상에 위치한 활성층, 상기 활성층 상에 위치한 제1 p형 질화물 반도체층, 상기 제1 p형 질화물 반도체층 상에 위치한 전자차단층, 및 상기 전자차단층 상에 위치한 제2 p형 질화물 반도체층을 포함하며, 상기 제1 p형 질화물 반도체층의 상면은 상기 활성층의 상면과 나란한 제1 면 및 상기 제1 면과 상기 활성층의 상면과 나란하지 않은 제2 면을 포함하며, 상기 제2 면의 극성은 상기 제1 면의 극성보다 클 수 있다. 따라서, 자발 분극 및 압전 분극으로 인한 효율 저하를 방지할 수 있다. 또한, 활성층으로의 정공 주입이 효과적으로 이루어질 수 있다. 더불어, 제1 p형 질화물 반도체층이 상대적으로 낮은 온도에서 형성되므로, 제1 p형 질화물 반도체층 성장 시, 활성층에 포함된 In의 증발(evaporation)이 억제될 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드 내의 결정 결함이 줄어들 수 있다.
상기 제1 p형 질화물 반도체층은 Mg이 도핑된 GaN을 포함할 수 있다. 이에 따라, 활성층으로의 정공 주입이 효과적으로 이루어질 수 있다.
상기 제2 면의 Mg 농도는 상기 제1 면의 Mg 농도보다 클 수 있다.
상기 제1 면은 GaN의 m면 또는 a면을 포함할 수 있다. 따라서, 자발 분극 및 압전 분극으로 인한 효율 저하를 방지할 수 있다.
상기 제2 면은 적어도 하나 이상의 결정면을 포함할 수 있다.
상기 제2 면은 GaN의 c면 또는 r면을 포함할 수 있다.
상기 활성층은 장벽층 및 우물층을 포함하며, 상기 장벽층 중 상기 전자차단층에 가장 인접한 장벽층은 In을 포함할 수 있다. 제1 p형 질화물 반도체층이 상대적으로 낮은 온도에서 형성되므로, 제1 p형 질화물 반도체층 성장 시, 활성층에 포함된 In의 증발(evaporation)이 억제될 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드 내의 결정 결함이 줄어들 수 있다.
본 발명에 따르면, 발광 다이오드가 극성이 낮은 성장면으로부터 성장되므로, 자발 분극 및 압전 분극으로 인한 효율 저하를 방지할 수 있다. 또한, 활성층과 전자차단층 사이에 제1 p형 질화물 반도체층이 존재하므로, 활성층으로의 정공 주입이 원활하다. 더불어, 제1 p형 질화물 반도체층이 극성이 낮은 성장면으로부터 성장되었음에도 불구하고, 상면에 극성이 높은 결정면들을 포함할 수 있으므로, 제1 p형 질화물 반도체층 내에 존재하는 p형 도펀트 농도가 더욱 높아질 수 있어서, 활성층으로의 정공 주입이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 p형 질화물 반도체층이 상대적으로 낮은 온도에서 형성되므로, 제1 p형 질화물 반도체층 성장 시, 활성층에 포함된 In의 증발(evaporation)이 억제될 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드 내의 결정 결함이 줄어들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드의 일부분을 확대하여 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드의 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드의 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 일부분을 설명하기 위해 확대한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드는 n형 질화물 반도체층(100), 활성층(200), 제1 p형 질화물 반도체층(300), 전자차단층(400) 및 제2 p형 질화물 반도체층(500)을 포함한다. 나아가, 발광 다이오드는 기판 및 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
도시되진 않았지만, 본 발명의 발광 다이오드는 기판을 포함할 수 있다. 기판은 질화물계 반도체를 성장시킬 수 있는 기판이면 한정되지 않으며, 예를 들어, 사파이어 기판, 실리콘 기판, 실리콘 카바이드 기판, 또는 스피넬 기판과 같은 이종 기판을 포함할 수 있고, 또한, 질화갈륨 기판, 질화알루미늄 기판 등과 같은 동종 기판을 포함할 수 있다. 또한, 기판은 극성이 낮은 성장면을 가질 수 있다. 예를 들어, 성장면은 비극성면일 수 있으며, 그 경우 성장면은 m면 또는 a면일 수 있다.
기판의 성장면의 극성이 낮은 경우, 기판 상에 성장된 n형 질화물 반도체층(100)은 낮은 극성의 특성을 가지며, n형 질화물 반도체층(100)의 상면의 극성이 낮을 수 있다. 예를 들어, 기판의 성장면이 비극성인 경우, n형 질화물 반도체층(100)의 상면이 비극성일 수 있다. 따라서, 이어서 성장되는 활성층(200), 제1 p형 질화물 반도체층(300), 전자차단층(400) 및 제2 p형 질화물 반도체층(500) 역시 비극성의 성장면을 가질 수 있다. 기판은 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off) 등의 방법을 통해 발광 다이오드에서 제거될 수도 있다.
n형 질화물 반도체층(100)은 (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함하고, MOCVD, MBE, HVPE 등과 같은 방법을 이용하여 성장될 수 있다. MOCVD를 이용하여 n형 질화물 반도체층(100)을 성장시키는 경우, 약 1050 내지 1200℃의 성장 온도에서 소정의 성장 속도로 성장될 수 있다. 또한, n형 질화물계 반도체층(100)은 Si, C, Ge, Sn, Te, Pb 등과 같은 불순물을 1종 이상 포함하여 n형으로 도핑될 수 있다.
활성층(200)은 n형 질화물 반도체층(100) 상에 위치할 수 있다. 활성층(200)은 (Al, Ga, In)N과 같은 질화물 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 활성층(200)은 우물층과 장벽층이 적어도 2주기 이상 교대로 적층된 다중양자우물구조(MQW)를 포함할 수 있다. 장벽층은 우물층보다 큰 밴드갭 에너지를 갖는 질화물 반도체를 포함할 수 있으므로, 다수의 캐리어(전자 및 정공)들이 우물층에 집중된다. 이에 따라, 전자와 정공이 결합할 확률이 증가된다. 활성층이 In을 포함하는 경우, 활성층의 장벽층에 In이 포함될 수 있다. 구체적으로 장벽층 중 전자차단층(400)에 가장 인접한 장벽층은 In을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 장벽층은 InGaN을 포함할 수 있다.
제1 p형 질화물 반도체층(300)은 활성층(200) 상에 위치할 수 있다. 제1 p형 질화물 반도체층(300)은 (Al, Ga, In)N과 같은 질화물 반도체를 포함할 수 있다. 제1 p형 질화물 반도체층(300)은 n형 질화물 반도체층(100)과 반대의 도전형으로 도핑될 수 있다. p형 질화물 반도체층(300)은 p형 도펀트, 예를 들어 Mg 도펀트를 포함하여 p형의 도전형을 가질 수 있다. p형 도펀트를 포함하는 제1 p형 질화물은 충분한 정공 농도를 가지면서, 활성층(200)과 전자차단층(400) 사이에 위치할 수 있다. 따라서 제1 p형 질화물 반도체층(300)의 정공들이 상대적으로 큰 밴드갭 에너지를 갖는 전자차단층(400)을 거치지 않고 활성층(200)에 주입될 수 있다. 그러므로, 정공주입효율이 개선될 수 있으며, 내부양자효율이 향상될 수 있다.
제1 p형 질화물 반도체층(300)의 상면은 후술할 전자차단층(400)과 접할 수 있다. 제1 p형 질화물 반도체층(300)의 상면은 활성층(200)의 상면과 나란한(대체로 평행한) 제1 면(a) 및 활성층(200)의 상면과 나란하지 않은(평행하지 않은) 제2 면(b)을 포함할 수 있다. 제1 면(a)의 수직 방향은 제1 p형 질화물 반도체층(300)의 성장 방향과 동일할 수 있으며, 제2 면(b)은 제1 면(a)과 나란하지 않을 수 있다.
제1 면(a)과 제2 면(b)은 서로 다른 결정면일 수 있다. 제2 면(b)의 극성은 제1 면(a)의 극성보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 면(a)이 비극성면인 경우, 제2 면(b)은 극성면 또는 반극성면일 수 있으며, 제1 면(a)이 반극성면인 경우, 제2 면(b)은 극성면일 수 있다. 더욱 구체적으로, 제1 면(a)은 GaN의 m면({1100}) 또는 a면({11-20})을 포함할 수 있으며, 제2 면(b)은 c면({0001}) 또는 r면({11-2-2})을 포함할 수 있다. 그러나, 제1 면(a)의 결정면과 제2 면(b)의 결정면이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 면(b)의 극성이 제1 면(a)의 극성보다 클 수 있는 경우라면 가능하다.
이 경우, 상기 제2 면(b)의 Mg 농도는 상기 제1 면(a)의 Mg 농도보다 클 수 있다. 일반적으로, Mg은 극성이 강하지 않은 면에서 도핑 농도가 떨어지는 문제가 있다. 그러나, 본 실시예의 발광 다이오드는 상대적으로 큰 극성을 갖는 제2 면(b)을 포함하는 제1 p형 질화물 반도체층(300)을 포함할 수 있으므로, 상기 제2 면(b)을 통해 Mg이 더욱 원활하게 제1 p형 질화물 반도체층(300)에 도핑될 수 있다. 따라서, 제1 p형 질화물 반도체층(300)은 더욱 높은 농도의 Mg을 포함할 수 있어서, 활성층(200)에 공급될 수 있는 정공 농도가 더욱 효과적으로 확보될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 낮은 극성을 가져 자발 분극 및 압전 분극이 저하된 층들을 포함하는 발광 다이오드에 대해서도 활성층(200)으로의 정공 주입 효율을 향상시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 p형 질화물 반도체층(300)의 상면은 홈을 포함할 수 있다. 홈은 도시된 것처럼 육각뿔 형태일 수 있으나, 반드시 이제 한정되는 것은 아니다. 육각뿔 형태인 경우, 동일한 홈의 측면을 이루는 여섯 개의 면은 제2 면(b)이며, 여섯 개의 면은 동등한(equivalent) 결정면일 수 있다. 제1 p형 질화물 반도체층(300)의 상면은 복수개의 홈을 포함할 수 있으며, 홈의 측면은 각각 제2 면(b)에 포함될 수 있다. 제2 면(b)은 적어도 하나 이상의 결정면을 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 제2 면(b)은 일 홈의 측면(b1)과 이와 다른 타 홈의 측면(b2)을 포함할 수 있다. 제2 면(b)인 측면(b1)과 측면(b2)은 다른 결정면일 수 있다. 예를 들어, 측면(b1)은 c면({0001})이고, 측면(b2)은 r면({11-2-2})일 수 있으며, 그 반대일 수도 있다.
제1 p형 질화물 반도체층(300)은 MOCVD, MBE, 또는 HVPE 등의 증착 기술을 이용하여 활성층(200) 상에 성장될 수 있다. 제1 p형 질화물 반도체층(300)은 상대적으로 낮은 온도에서 성장될 수 있다. 구체적으로, 제1 p형 질화물 반도체층(300)은 n형 질화물 반도체층(100) 및 제2 p형 질화물 반도체층(500) 보다 낮은 온도에서 성장될 수 있다. 예컨대, MOCVD를 이용하여 제1 p형 질화물 반도체층(300)을 성장시키는 경우, 제1 p형 질화물 반도체층(300)은 840℃ 이하, 구체적으로 770 내지 840℃에서 성장될 수 있다. 제1 p형 질화물 반도체층(300)이 상기 온도 범위에서 성장되는 경우, 제1 p형 질화물 반도체층(300)의 상면은 상술한 홈을 포함하는 거칠어진 표면을 포함할 수 있다. 이에 따라 상면은 극성의 정도가 다양한 결정면들을 포함할 수 있다. 제1 p형 질화물 반도체층(300) 형성 과정에서, 제1 p형 질화물 반도체층(300)의 결정면들 중 극성이 높은 결정면들을 통해 Mg과 같은 P형 도펀트가 높은 농도로 제1 p형 질화물 반도체층(300) 내에 도핑될 수 있다.또한, 제1 p형 질화물 반도체층(300)은 상대적으로 낮은 온도에서 형성되므로, 그 형성 과정에서 활성층(200)의 In이 증발(evaporation)하는 것이 방지될 수 있다. 따라서, In을 포함하는 활성층에서 격자 부정합의 발생이 최소화될 수 있으며, 이에 따라 발광 다이오드 내의 결정 결함이 줄어들 수 있다.
전자차단층(400)은 제1 p형 질화물 반도체층(300) 상에 위치할 수 있다. 전자차단층(400)은 (Al, Ga, In)N과 같은 질화물 반도체를 포함할 수 있다. 전자차단층(400)은 n형 질화물 반도체층(100)으로부터 활성층(200)에 공급된 전자가 제2 p형 질화물 반도체층(500) 측으로 이동하여 결합효율이 저하되는 것을 방지하므로, 전자차단층(500)의 밴드갭 에너지는 활성층(200)의 장벽층의 밴드갭 에너지보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 전자차단층(400)은 제2 p형 질화물 반도체층(500)과 동일한 도전형을 갖도록 도핑될 수 있고, 예컨대 Mg과 같은 도펀트를 포함하여 p형으로 도핑될 수 있다. 이 때, 전자차단층(400)의 도핑 농도는 제2 p형 질화물 반도체층(500)의 도핑 농도보다 높을 수 있다. 전자차단층(400)이 p형으로 도핑되므로, 활성층(200)으로의 정공 주입 효율이 향상될 수 있다. 전자차단층(400)의 두께는 제한되지 않으나, 예를 들어, 약 80nm의 두께로 형성될 수 있다.
제2 p형 질화물 반도체층(500)은 전자차단층(400) 상에 위치할 수 있다. 제2 p형 질화물 반도체층(500)은 (Al, Ga, In)N과 같은 질화물 반도체를 포함할 수 있다. 제2 p형 질화물 반도체층(500)은 n형 질화물 반도체층(100)과 반대의 도전형으로 도핑될 수 있고, 예를 들어, Mg 도펀트를 포함하여 p형의 도전형을 가질 수 있다. 제2 p형 질화물 반도체층(500)은 오믹 컨택 저항을 낮추기 위한 델타 도핑층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드의 특성을 설명하기 위한 그래프이다. 도 3 및 도 4는 770 내지 840℃에서 성장된 제1 p형 질화물 반도체층(300)을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드들(실시예)과 제1 p형 질화물 반도체층(300)을 포함하지 않는 타 발광 다이오드들(비교예)을 비교한 그래프들이다. 실시예와 비교예의 발광 다이오드들은 각각 단일의 웨이퍼로부터 제조된 발광 다이오드들이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드들은 타 발광 다이오드들에 비해 구동전압이 낮다. 이는 제1 p형 질화물 반도체층(300)에 p형 도펀트, 예를 들어 Mg이 높은 농도로 도핑되므로, 활성층(200)에서의 전자-정공 결합이 원활할 수 있음을 의미한다.
도 4는 상기 실시예와 비교예의 턴-온 전압(turn on voltage)을 비교한 그래프이다. 도 4를 참조하면, 실시예인 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드는 누설 전류가 적기 때문에 턴-온 전압이 비교예인 타 발광 다이오드에 비해 높게 측정된다. 누설 전류의 감소는 결정성이 우수함을 나타내므로, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 내의 결함이 상대적으로 적다는 것을 확인할 수 있다.

Claims (7)

  1. n형 질화물 반도체층;
    상기 n형 질화물 반도체층 상에 위치한 활성층;
    상기 활성층 상에 위치한 제1 p형 질화물 반도체층;
    상기 제1 p형 질화물 반도체층 상에 위치한 전자차단층; 및
    상기 전자차단층 상에 위치한 제2 p형 질화물 반도체층을 포함하며,
    상기 제1 p형 질화물 반도체층의 상면은 상기 활성층의 상면과 나란한 제1 면 및 상기 제1 면과 상기 활성층의 상면과 나란하지 않은 제2 면을 포함하며,
    상기 제2 면의 극성은 상기 제1 면의 극성보다 큰 발광 다이오드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 p형 질화물 반도체층은 Mg이 도핑된 GaN을 포함하는 발광 다이오드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 면의 Mg 농도는 상기 제1 면의 Mg 농도보다 큰 발광 다이오드.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 면은 GaN의 m면 또는 a면을 포함하는 발광 다이오드.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 면은 적어도 하나 이상의 결정면을 포함하는 발광 다이오드.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 면은 GaN의 c면 또는 r면을 포함하는 발광 다이오드.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 활성층은 장벽층 및 우물층을 포함하며,
    상기 장벽층 중 상기 전자차단층에 가장 인접한 장벽층은 In을 포함하는 발광 다이오드.
KR1020150028514A 2015-02-27 2015-02-27 고효율의 발광 다이오드 KR20160105177A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150028514A KR20160105177A (ko) 2015-02-27 2015-02-27 고효율의 발광 다이오드

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150028514A KR20160105177A (ko) 2015-02-27 2015-02-27 고효율의 발광 다이오드

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160105177A true KR20160105177A (ko) 2016-09-06

Family

ID=56946061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150028514A KR20160105177A (ko) 2015-02-27 2015-02-27 고효율의 발광 다이오드

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160105177A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019125049A1 (ko) * 2017-12-22 2019-06-27 엘지이노텍 주식회사 반도체소자
WO2019132490A1 (ko) * 2017-12-27 2019-07-04 엘지이노텍 주식회사 반도체소자

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019125049A1 (ko) * 2017-12-22 2019-06-27 엘지이노텍 주식회사 반도체소자
KR20190076119A (ko) * 2017-12-22 2019-07-02 엘지이노텍 주식회사 반도체소자 및 반도체소자 패키지
US11424329B2 (en) 2017-12-22 2022-08-23 Suzhou Lekin Semiconductor Co., Ltd. Semiconductor device including indium, silicon and carbon with varying concentrations
WO2019132490A1 (ko) * 2017-12-27 2019-07-04 엘지이노텍 주식회사 반도체소자
KR20190079142A (ko) * 2017-12-27 2019-07-05 엘지이노텍 주식회사 반도체소자 및 반도체소자 패키지
US11621369B2 (en) 2017-12-27 2023-04-04 Suzhou Lekin Semiconductor Co., Ltd. Semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10418514B2 (en) Light emitting diode and method of fabricating the same
US8134170B2 (en) Nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
US9620671B2 (en) Nitride semiconductor light emitting element and method for manufacturing same
KR102320022B1 (ko) 반도체 발광 소자
US20090050874A1 (en) Nitride semiconductor light emitting device
US8476615B2 (en) GaN-based semiconductor light emitting device and the method for making the same
US10879422B2 (en) Light emitting element
KR101025971B1 (ko) 질화물 반도체 발광소자
KR101928479B1 (ko) 3족 질화물 반도체 발광소자
KR20190133417A (ko) 발광 소자 및 이의 제조 방법
KR20160105177A (ko) 고효율의 발광 다이오드
KR20140094807A (ko) 발광소자
TW201316548A (zh) 半導體發光裝置
KR20100024154A (ko) 발광 다이오드
TWI545798B (zh) Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
KR102553985B1 (ko) Ⅲ족 질화물 반도체
KR20160043751A (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR20160023155A (ko) 경사진 c-plane 상의 4성분계 양자우물을 포함하는 그린광 발광소자
KR20110100569A (ko) 질화물 반도체 소자
KR102035292B1 (ko) 개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드
KR20150123538A (ko) 질화물 반도체 성장 방법 및 이를 이용하여 제조된 발광소자