KR20160112372A - Uv light emitting device and lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.Embodiments relate to a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드를 주기율표상에서 3족-5족 원소 또는 2족-6족 원소가 화합되어 생성될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.A light emitting device can be formed by combining a group III-V element or a group II-VI element in the periodic table with a pn junction diode in which electrical energy is converted into light energy, Various colors can be realized by adjusting.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭 넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 자외선(UV) 발광소자, 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.For example, nitride semiconductors have received great interest in the development of optical devices and high power electronic devices due to their high thermal stability and wide bandgap energy. Particularly, ultraviolet (UV) light emitting elements, blue light emitting elements, green light emitting elements, and red light emitting elements using nitride semiconductors are commercially available and widely used.
예를 들어, 자외선 발광소자(UV LED)의 경우, 200nm~400nm의 파장대에 분포되어 있는 빛을 발생하는 발광소자로서, 상기 파장대 에서, 단파장의 경우, 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.For example, in the case of an ultraviolet light emitting element (UV LED), a light emitting element that emits light distributed in a wavelength range of 200 nm to 400 nm is used for sterilizing and purifying in the above wavelength range and short wavelength, Or a hardener.
예를 들어, 근자외선 발광소자(Near UV LED)는 위폐감식, 수지 경화, 또는 자외선 치료 등에 사용되고 있고, 형광체와 조합되어 다양한 색상의 가시광선을 구현하는 조명 장치에서도 사용되고 있다.For example, a near UV LED is used in a counterfeit detection, resin curing, ultraviolet treatment or the like, and is also used in an illumination device that combines with a phosphor to realize visible light of various colors.
한편, 자외선 발광소자는 청색 발광소자에 비해, 광 취득 효율 및 광 출력이 떨어진다는 문제가 있다. 이는 자외선 발광소자의 실용화에 장벽으로 작용하고 있다.On the other hand, the ultraviolet light-emitting device has a problem that the light-receiving efficiency and the light output are lower than that of the blue light-emitting device. This serves as a barrier to practical use of the ultraviolet light emitting element.
예를 들어, 자외선 발광소자에 사용되는 Ⅲ족 질화물은 가시광선에서 자외선까지 광범위하게 활용될 수 있으나, 가시광선 대비 자외선의 효율이 떨어지는 문제가 있다. 그 이유는 자외선의 파장으로 갈수록 Ⅲ족 질화물이 자외선을 흡수한다는 것과, 낮은 결정성에 의한 내부 양자효율의 저하가 원인이다.For example, the Group-III nitride used in an ultraviolet light-emitting device can be widely used from visible light to ultraviolet light, but the efficiency of ultraviolet light compared to visible light is inferior. The reason is that Group III nitride absorbs ultraviolet rays toward the wavelength of ultraviolet rays and degradation of internal quantum efficiency due to low crystallinity.
이에 따라, 종래기술에 의하면 Ⅲ족 질화물에서의 자외선 흡수를 방지하기 위해, 성장기판, GaN층, AlGaN층, 활성층 등을 순차적으로 성장한 후에, 자외선 흡수 가능성이 있는 GaN층을 제거하고 AlGaN층을 노출시키고 있으나, AlGaN층의 낮은 결정성에 의해 내부 양자효율 저하의 문제는 해결하기 어려운 실정이다.Accordingly, in order to prevent the ultraviolet absorption in the Group-III nitride, the growth substrate, the GaN layer, the AlGaN layer, the active layer and the like are successively grown, and then the GaN layer capable of absorbing ultraviolet rays is removed and the AlGaN layer is exposed However, the problem of lowering the internal quantum efficiency due to the low crystallinity of the AlGaN layer is difficult to solve.
예를 들어, 종래기술에 의하면 GaN층에 AlGaN층 성장시 상호 격자상수 차이 등에 의해 AlGaN층에 인장응력(Tensile Stress)이 발생하여 크랙(Crack)이 발생함에 따라 결정품질이 저하되어 광도가 저하되는 문제가 있다.For example, according to the prior art, a tensile stress is generated in the AlGaN layer due to a mutual lattice constant difference in the growth of an AlGaN layer in a GaN layer, so that a crack is generated, there is a problem.
또한 종래기술에 의한 자외선 발광소자에서는 약 365nm UV LED를 만들기 위해서는 양자우물(Qw)에 InGaN 물질을 사용할 경우 In 조성을 약 1% 미만으로 사용하여야 밴드갭 에너지(Bandgap E)를 약 365nm 파장에 맞출 수 있다.In addition, in the conventional ultraviolet light emitting device, when an InGaN material is used for a quantum well (Qw) to form an about 365 nm UV LED, the In composition should be less than about 1% to set the bandgap energy to about 365 nm have.
하지만 양자우물 내에 In의 조성이 약 1% 미만으로 매우 적기 때문에 In 국소 효과(localization Effect)를 거의 볼 수 없고, 이로 인하여 확장전위(Threading Dislocation)에 의한 비발광 재결합(Non radiative Recombination)이 발생하기 때문에 내부양자효율(IQE)이 낮아지고 광 손실을 야기 할 수 있다.However, since the composition of In is very small, less than about 1% in the quantum well, the localization effect can hardly be seen. As a result, non-radiative recombination due to the expansion dislocation occurs This lowers the internal quantum efficiency (IQE) and can cause optical loss.
또한 종래기술에 의하면, 텍스처링에 의한 광추출 구조를 형성하게 되는데, GaN층에 AlGaN층 성장시 격자상수 차이 등에 의해 AlGaN층을 두껍게 형성하기 어려우며, 이에 따라 GaN층 제거 후 노출되는 AlGaN층에 텍스처링에 의한 광추출 구조를 형성이 어려워 광추출 효율이 저하되는 문제가 있다.Also, according to the related art, a light extraction structure by texturing is formed. It is difficult to form an AlGaN layer thicker due to a difference in lattice constant during growth of an AlGaN layer in the GaN layer. Accordingly, the AlGaN layer exposed after the removal of the GaN layer is subjected to texturing It is difficult to form the light extracting structure by the light extraction efficiency.
실시예는 광도가 향상된 자외선 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.Embodiments provide an ultraviolet light-emitting device having improved brightness, a method of manufacturing a light-emitting device, a light-emitting device package, and an illumination system.
실시예는 내부양자효율을 향상시킬 수 있는 자외선 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.Embodiments provide an ultraviolet light emitting device capable of improving internal quantum efficiency, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.
또한 실시예는 광추출 효율이 향상된 자외선 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.Also, embodiments of the present invention provide an ultraviolet light emitting device having improved light extraction efficiency, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.
실시예에 따른 자외선 발광소자는 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116); 양자우물(114W)과 양자벽(114B)을 포함하여 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) 상에 배치되는 활성층(114); 및 상기 활성층(114) 상에 배치된 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113);을 포함할 수 있다.The ultraviolet light-emitting device according to the embodiment includes a first conductive type
상기 양자우물(114W)은 AlxInyGa1-x-yN층(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)을 포함하고, 상기 양자벽(114B)은 AlpInqGa1-p-qN층(단, 0≤p≤1, 0≤q≤1)을 포함할 수 있다. The
상기 양자벽(114B)의 밴드갭 에너지는 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) 방향으로 점차 증가할 수 있다.The band gap energy of the
실시예에 따른 조명시스템은 상기 발광소자를 구비하는 조명유닛을 포함할 수 있다.An illumination system according to an embodiment may include an illumination unit having the light emitting element.
실시예는 에피층의 결정품질 향상에 따라 광도가 향상된 자외선 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.Embodiments can provide an ultraviolet light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system in which the luminous intensity is improved according to the improvement of crystal quality of the epi layer.
또한 실시예는 양자우물과 양자벽에서 In의 조성변화를 통해 In 국소 효과(localization Effect)를 얻어 내부양자효율이 향상된 자외선 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.Also, the embodiment can provide an ultraviolet light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system, wherein an In local effect is obtained by varying a composition of In in a quantum well and a quantum wall, have.
또한 실시예는 광추출 효율이 현저히 향상된 자외선 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.Also, the embodiments can provide an ultraviolet light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system with remarkably improved light extraction efficiency.
도 1은 제1 실시예에 따른 자외선 발광소자의 단면도.
도 2는 실시예에 따른 자외선 발광소자의 에너지 밴드 다이어 그램의 부분 예시도.
도 3은 실시예에 따른 발광소자에서 활성층에서의 In 조성 증대에 따른 상대 광도 변화율이다.
도 5 내지 도 15는 실시예에 따른 발광소자의 제조방법 공정 단면도.
도 16은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 17은 실시예에 따른 조명 장치의 사시도.1 is a cross-sectional view of an ultraviolet light-emitting device according to a first embodiment;
2 is a partial example of an energy band diagram of an ultraviolet light-emitting device according to an embodiment.
FIG. 3 is a graph showing a relative luminous intensity change rate according to an increase in In composition in the active layer in the light emitting device according to the embodiment.
5 to 15 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment.
16 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to an embodiment.
17 is a perspective view of a lighting apparatus according to an embodiment.
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.In the description of the embodiments, each layer (film), region, pattern or structure is referred to as being "on" or "under" the substrate, each layer (film) Quot; on "and" under "are intended to include both" directly "or" indirectly " do. Also, the criteria for top, bottom, or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.
(실시예)(Example)
도 1은 제1 실시예에 따른 자외선 발광소자(100)의 단면도이다.1 is a sectional view of an ultraviolet light-
실시예에 따른 자외선 발광소자(100)는 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116)과, 양자우물(114W)과 양자벽(114B)을 포함하여 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) 상에 배치되는 활성층(114) 및 상기 활성층(114) 상에 배치된 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)을 포함할 수 있다.The ultraviolet
실시예에서 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116)과, 상기 활성층(114) 및 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)은 발광구조물(110)을 구성할 수 있다.The
실시예는 수직형 자외선 발광소자에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광구조물(110)은 제2 전극층(120) 상에 배치되고, 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 상에 투광성 전극층(132)을 개재하여 제1 전극(131)이 배치될 수 있다. The embodiment can be applied to a vertical type ultraviolet light emitting device. For example, the
상기 투광성 전극층(132)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) 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.The
실시예는 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116)과 상기 활성층(114) 사이에 배치되는 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)계열 반도체층(115)을 포함할 수 있다. 상기 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)계열 반도체층(115)은 전자차단층으로 기능할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. (1-xy) N (0? X ? 1, 0? Y ? 1) disposed between the
상기 제2 전극층(120)은 컨택층(122), 반사층(124) 및 전도성 지지부재(126)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
한편, 실시예에 따른 자외선 발광소자는 수평형 자외선 발광소자에도 적용될 수 있다. Meanwhile, the ultraviolet light emitting device according to the embodiment may be applied to a horizontal ultraviolet light emitting device.
도 2는 실시예에 따른 자외선 발광소자의 에너지 밴드 다이어 그램의 부분 예시도이다.2 is a partial view of an energy band diagram of an ultraviolet light emitting device according to an embodiment.
실시예에서 활성층(114)을 구성하는 양자우물(114W)은 AlxInyGa1-x-yN층(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)을 포함할 수 있고, 상기 양자벽(114B)은 AlpInqGa1-p-qN층(단, 0≤p≤1, 0≤q≤1)을 포함할 수 있다.The
실시예는 상기 양자벽(114B) 중에 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116)과 가장 인접한 라스트 양자벽(114BL)과 상기 양자우물 중에 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116)과 가장 인접한 라스트 양자우물(114WL)을 포함할 수 있다.The embodiment is characterized in that in the
실시예는 상기 양자벽(114B) 중에 상기 라스트 양자벽(114BL)으로부터 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 방향으로 순차적으로 배치된 제1 양자벽(114B1), 제2 양자벽(114B2)을 포함할 수 있다.The embodiment includes the first quantum wall 114B1 and the second quantum wall 114B1 sequentially arranged in the
실시예는 상기 양자우물(114W) 중에 상기 라스트 양자우물(114WL) 다음으로 인접한 제1 양자우물(114W1)을 포함할 수 있다.An embodiment may include the first quantum well 114W1 adjacent to the last quantum well 114WL in the
실시예는 내부양자효율을 향상시킬 수 있는 자외선 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.Embodiments provide an ultraviolet light emitting device capable of improving internal quantum efficiency, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.
이를 위해, 실시예에서 상기 양자벽(114B)의 밴드갭 에너지는 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) 방향으로 점차 증가할 수 있다.For this, the band gap energy of the
예를 들어, 상기 제2 양자벽(114B2)의 밴드갭 에너지(B2)는 상기 제2 양자벽(114B2)의 밴드갭 에너지(B1)보다 클 수 있다. 또한, 상기 라스트 양자벽(114BL)의 밴드갭 에너지(B3)는 상기 제2 양자벽(114B2)의 밴드갭 에너지(B1)보다 클 수 있다.For example, the band gap energy B2 of the second quantum wall 114B2 may be greater than the band gap energy B1 of the second quantum wall 114B2. The band gap energy B3 of the last quantum wall 114BL may be greater than the band gap energy B1 of the second quantum wall 114B2.
실시예에서 상기 양자벽(114B)의 Al의 조성(p)은 상기 양자우물(114W)의 Al의 조성(x)보다 클 수 있으며, 상기 양자벽(114B)의 In의 조성(q)은 상기 양자우물(114W)의 In의 조성(y)보다 클 수 있다.The composition p of Al of the
또한 실시예에 의하면, 상기 라스트 양자벽(114BL)에서의 In의 조성이 다른 양자벽에서의 In의 조성보다 높을 수 있다.Further, according to the embodiment, the composition of In in the last quantum wall 114BL may be higher than the composition of In in the other quantum wall.
또한 실시예에 의하면, 상기 라스트 양자우물(114WL)에서의 In의 조성이 다른 양자우물에서의 In의 조성보다 높을 수 있다.Further, according to the embodiment, the composition of In in the last quantum well 114WL may be higher than the composition of In in the other quantum well.
실시예에서 상기 라스트 양자우물(114WL)에서의 Al의 조성이 다른 양자우물에서의 Al의 조성보다 높을 수 있다.In the embodiment, the composition of Al in the last quantum well 114WL may be higher than the composition of Al in other quantum wells.
또한 실시예에서 상기 라스트 양자벽(114BL)에서의 Al의 조성이 다른 양자벽에서의 Al의 조성보다 높을 수 있다.In addition, in the embodiment, the composition of Al in the last quantum wall 114BL may be higher than the composition of Al in the other quantum wall.
또한 실시예에 의하면, 라스트 양자우물(114WL)과 라스트 양자벽(114BL)에서 다른 양자우물, 양자벽에 비해 In과 Al이 조성이 가장 많을 수 있다.In addition, according to the embodiment, In and Al may have the largest composition as compared to quantum wells and quantum wells in the last quantum well 114WL and the last quantum wall 114BL.
이를 통해, 상기 양자우물(114W)의 밴드갭 에너지는 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) 방향으로 점차 감소할 수 있다.Accordingly, the band gap energy of the
예를 들어, 상기 라스트 양자우물(114WL)의 밴드갭 에너지(W2)는 상기 제1 양자우물(114W1)의 밴드갭 에너지(W1) 보다 작을 수 있다.For example, the band gap energy W2 of the last quantum well 114WL may be smaller than the band gap energy W1 of the first quantum well 114W1.
실시예에 의하면, 활성층 형성시 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) 방향으로 점차 In 및 Al 조성을 변화하며 성장함으로써 대부분의 재결합(recombination) 이 이루어지는 제1 양자우물(114W1) 및 라스트 양자우물(114WL)에서 In 국소화 효과(localization effect)를 극대화하여 내부 양자효율을 증대시킬 수 있다.According to the embodiment, when the active layer is formed, the In and Al compositions are gradually changed in the direction from the first conductive AlGaN-based
또한 실시예에 의하면, 양자우물(114W)과 양자벽(114B) 간의 격자상수 차이를 줄여 피에조효과(Piezo electric field)를 개선함으로써 발광 재결합 가능성을 증대시킴으로써 내부 발광효율을 증대시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment, the lattice constant difference between the
실시예에 의하면, 밴드갭 에너지(Eg)와 격자상수 차이를 고려하였을 때, 양자우물(114W)의 Al의 조성은 약 2%~약 4%일 수 있고, In의 조성은 약 1.5%~약2.5%일 수 있다.According to the embodiment, when the bandgap energy Eg and the lattice constant difference are considered, the composition of Al in the
또한 양자벽(114B)에서의 Al의 소정은 약 18%~약 21%일 수 있고, In의 조성은 약 2%~약 4%일 수 있다.Also, the predetermined amount of Al in the
실시예에 의하면, In 및 Al이 양자우물(114W)/양자벽(114B) 페어(Pair)가 진행됨에 따라 Al 및 In이 순차적으로 증가할 경우 격자상수 차이를 최소화하면서 In 국소화 효과를 극대화하여 내부 양자효율 향상에 더욱 효과적일 수 있다.According to the embodiment, when In and Al sequentially increase in Al and In as the
실시예에 의하면, 라스트 양자우물(114WL)과 라스트 양자벽(114BL) 간의 밴드갭 에너지(Eg) 차이는 약 0.2eV 에서 약 0.24eV일 수 있다. 그 차이가 0.2eV 미만일 경우 캐리어 구속(Carrier Confinement)이 약할 수 있고, 0.24eV 초과일 경우에는 홀주입(Hole Injection)에 영향이 있을 수 있다.According to the embodiment, the band gap energy Eg difference between the last quantum well 114WL and the last quantum wall 114BL may be about 0.2 eV to about 0.24 eV. If the difference is less than 0.2 eV, the carrier confinement may be weak, and if it is more than 0.24 eV, hole injection may be affected.
실시예에서 양자우물(114W)의 두께는 약 3nm~약10nm일 수 있고, 상기 양자벽(114B)의 두께는 약 3nm~약15nm일 수 있다. In an embodiment, the thickness of the
실시예에 의하면, 라스트 양자벽(114BL)을 제외하고 다른 양자벽(114B) 들에 Si이 도핑될 수 있다. According to the embodiment, other
표1은 비교예와 실험예의 특성 데이터이다.Table 1 shows characteristic data of Comparative Examples and Experimental Examples.
비교예에서 양자우물의 조성은 In0.01Ga0.99N, 양자벽의 조성은 Al0.12Ga0.88N이며, 양자우물과 양자벽간의 밴드갭 에너지 차이(△Eg)는 약 0.219eV, △격자상수 차이 데이터는 -0.013 이었다.In the comparative example, the composition of the quantum well is In 0.01 Ga 0.99 N, the composition of the quantum wall is Al 0.12 Ga 0.88 N, the band gap energy difference (Eg) between the quantum well and the quantum well is about 0.219 eV, Was -0.013.
실험예에서 라스트 양자우물(114WL)의 조성은 Al0.03In0.02Ga0.95N이며, 라스트 양자벽(114BL)의 조성은 Al0.195In0.03Ga0.775N이며, 라스트 양자우물(114WL)과 라스트 양자벽(114BL) 사이의 밴드갭 에너지 차이(△Eg)는 0.219eV, △격자상수 차이는 약 -0.009 이었다.In the experimental example, the composition of the last quantum well 114WL is Al 0.03 In 0.02 Ga 0.95 N, the composition of the last quantum wall 114BL is Al 0.195 In 0.03 Ga 0.775 N, and the last quantum well 114WL and the last quantum wall 114BL) was 0.219 eV, and the difference in lattice constant was about -0.009.
따라서 실시예에 의하면, 격자상수 차이가 현저히 줄어 들고, 그로 인하여 피에조 효과(Piezo electric effect)가 줄어들게 되고 QCSE가 개선되어 광도가 매우 향상될 수 있다.Therefore, according to the embodiment, the difference in lattice constant is remarkably reduced, thereby reducing the Piezo effect and improving the QCSE, so that the brightness can be greatly improved.
또한 실시예에서 라스트 양자우물(114WL)의 조성은 Al0.03In0.02Ga0.95N인데, 비교예의 In0.01Ga0.99N 조성인 양자우물에 비해 In의 조성이 1%(0.01) 가량 높다.In the embodiment, the composition of the last quantum well 114WL is Al 0.03 In 0.02 Ga 0.95 N, and the composition of In is higher by 1% (0.01) than that of the quantum well of the In 0.01 Ga 0.99 N composition of the comparative example.
즉 실시예에 의하면, In 국소화 효과(localization Effect)에 유리할 수 있고, 발광 재결합(Radiative Recombination)이 증가함으로써 내부양자효율(IQE) 향상에 유리하다.That is, according to the embodiment, the In localization effect can be advantageous and the internal quantum efficiency (IQE) can be advantageously improved by increasing the radiative recombination.
도 3은 실시예에 따른 발광소자에서 활성층에서의 In 조성 증대에 따른 상대 광도(Relative Po) 변화율이며, 약 1% In 조성 차이는 광도에 큰 차이를 보인다. FIG. 3 is a graph showing a relative change rate of relative light according to the increase of the In composition in the active layer in the light emitting device according to the embodiment.
이는 표 1과 같이, In의 조성이 점차 증가하는 양자우물(114W) 채용에 따라 광도(Po)가 약 20mW 정도 현저히 상승함을 통해서도 확인된다. 예를 들어, 양자우물(114W)에서 In의 농도가 약 1%인 경우 상대 광도는 약93인데, In의 농도가 약 2%로 증대되는 경우 상대광도는 약100으로 현저히 증대됨을 알 수 있다.This is also confirmed by the fact that the luminous intensity Po is remarkably increased by about 20 mW as the
또한, 실시예에 의하면, 대부분의 발광이 일어나는 라스트 양자우물(114WL)에 비해 나머지 양자우물의 밴드갭 에너지(Eg)가 높기 때문에 다른 양자우물에 의한 광 흡수가 덜 일어 날 수 있다.
In addition, according to the embodiment, since the band gap energy Eg of the remaining quantum well is higher than that of the last quantum well 114WL in which most light is emitted, light absorption by other quantum wells may be less likely.
도 4는 제2 실시예에 따른 자외선 발광소자(102)의 단면도이다.4 is a sectional view of the ultraviolet
제2 실시예는 제1 실시예의 기술적인 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제2 실시예의 주된 특징을 위주로 설명하기로 한다.The second embodiment can employ the technical features of the first embodiment, and the main features of the second embodiment will be mainly described below.
제2 실시예는 에피층의 결정품질 향상에 따라 광도가 향상된 자외선 발광소자를 제공하고자 한다.The second embodiment intends to provide an ultraviolet light emitting device having improved brightness in accordance with the improvement of crystal quality of an epi layer.
종래기술에 의하면 GaN층에 AlGaN층 성장시 격자상수 차이 등에 의해 AlGaN층에 인장응력이 발생하여 크랙이 발생함에 따라 결정품질이 저하되어 광도가 저하되는 문제가 있고, 이러한 크랙은 수율 및 광특성 저하를 가져오고 있다.According to the prior art, tensile stress is generated in the AlGaN layer due to the difference in lattice constant during the growth of the AlGaN layer in the GaN layer and cracks are generated. As a result, there is a problem that the crystal quality is lowered and the lightness is lowered. .
또한 종래기술에 의하면, AlGaN층을 성장함에 따라 격자상수 차이의 누적에 의해 인장응력은 더욱 강해진다. 예를 들어, AlGa층에서 Al%가 약 5%인경우, AlGaN층이 약 2.5㎛ 이상으로 성장되면 크랙이 기하 급수적으로 늘어나기 때문에 2.5㎛ 이상으로 AlGaN층을 성장하기 어려움이 있고, 이러한 크랙 발생으로 인해 수율 및 광특성 저하가 발생되고 있다.Further, according to the prior art, as the AlGaN layer is grown, the tensile stress becomes stronger due to accumulation of the lattice constant difference. For example, when the AlGaN layer is grown to about 2.5 탆 or more when the Al% is about 5% in the AlGa layer, it is difficult to grow the AlGaN layer at a thickness of 2.5 탆 or more because the crack grows exponentially. Resulting in a decrease in yield and optical characteristics.
또한 실시예는 광추출 효율이 현저히 향상된 자외선 발광소자를 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is intended to provide an ultraviolet light emitting device in which light extraction efficiency is remarkably improved.
종래 발광소자에서는 칩(Chip) 제작시 에칭(etching)공정을 통해 텍스쳐링(Texturing)을 형성하여 광추출 구조를 형성하게 되는데, 종래기술의 경우 AlGaN층을 두껍게 형성할 수 없기 때문에, 광추출 구조 형성을 위한 에칭 공정시 활성층이 손상되는 문제가 있어서 광추출 구조를 형성하지 못하거나, 형성하더라도 활성층의 손상에 따라 발광소자 칩의 전기적인 신뢰성을 저하시키는 문제가 있었다.In the conventional light emitting device, a light extraction structure is formed by forming texturing through an etching process when a chip is manufactured. In the conventional technology, since the AlGaN layer can not be formed thick, There is a problem that the active layer is damaged in the etching process for forming the light extraction structure, or the electrical reliability of the light emitting device chip is deteriorated according to the damage of the active layer even if it is formed.
도 4와 같이, 제2 실시예에 따른 발광소자(100)는 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116)과, 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) 상에 활성층(114)과, 상기 활성층(114) 상에 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 및 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 상에 수평폭이 감소하는 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(P1)을 포함할 수 있다. 4, the
상기 발광구조물(110) 하측에는 컨택층(122), 반사층(124) 및 전도성 지지부재(126)을 포함하는 제2 전극층(120)이 배치될 수 있으며, 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 상에 제1 전극(131)을 더 포함하여 수직형 구조의 발광소자 칩이 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.A
실시에에서 상기 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(P1)은 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)과 같은 물질로 형성될 수 있다.In the embodiment, the first AlGaN-based light extracting pattern P1 may be formed of the same material as the first conductive AlGaN-based
실시예에서 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)의 두께(D1)는 약 2.5㎛ 이상 확보됨으로써 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(P1)을 안정적으로 구비함으로써 광추출 효율을 높일 수 있다.In the embodiment, the thickness D1 of the first conductive AlGaN-based
예를 들어, 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)의 두께(D1)는 약 2.5㎛ 내지 5.0 ㎛로 크랙(Crack) 없이 높은 품질(High quality)로 확보됨으로써 발광효율을 향상, 신뢰성의 향상과 더불어 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(P1)을 전기적인 숏트 없이 구비할 수 있어 광추출 효율을 현저히 향상시킬 수 있다.For example, the thickness D1 of the first conductive AlGaN-based
또한 실시예는 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)의 상측 표면에 AlGaN 계열 제2 광추출 패턴(P2)을 더 포함하여 광추출 효율을 현저히 향상시킬 수 있다.In addition, the embodiment can further improve the light extraction efficiency by further including an AlGaN-based second light extracting pattern P2 on the upper surface of the first conductive AlGaN-based
실시예에 의하면, 도 5와 같이 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서의 크랙(Crack) 발생을 억제하기 위하여, 높은 조성(High Composition) AlGaN 계열 응력완화층(118)을 삽입하여 스트레스(Stress)를 제거하고, AlGaN 계열 응력완화층(118)을 삽입에 따라 발생된 크랙(Crack)은 GaN 계열 패턴(119)에 의해 메워짐으로써, 이후 두껍게 성장되는 저농도(Low Composition)의 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)은 인장응력(Tensilie Stress)이 아닌 오히려 압축응력(Compressive Stress)를 받기 때문에 크랙(Crack) 발생을 현저히 억제 할 수 있다.5, a high composition AlGaN-based
제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서 크랙(Crack)이 발생하지 않으면 2.5㎛ 이상으로 두껍게 성장이 가능하여 광추출 패턴 형성공정이 가능하여 광추출 효율을 향상시키면서 신뢰성을 높일 수 있다.
If cracks are not generated in the first conductive AlGaN-based
이하, 도 5 내지 도 14를 참조하여 실시예에 따른 자외선 발광소자의 제조방법을 설명하기로 한다. 이하에서, 제2 실시예를 기준으로 설명하나 실시예의 제조방법이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a method of manufacturing an ultraviolet light emitting device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 14. FIG. Hereinafter, the second embodiment will be described as a reference, but the manufacturing method of the embodiment is not limited thereto.
우선, 도 5와 같이 기판(105)을 준비한다. 상기 기판(105)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일수 있다. 예를 들어, 상기 기판(105)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 기판(105) 위에는 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.First, the
상기 기판(105) 위에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 이후 형성되는 발광구조물(110)의 재료와 기판(105)의 격자 부정합을 완화시켜 줄 수 있으며, 상기 버퍼층의 재료는 3족-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.A buffer layer (not shown) may be formed on the
다음으로, 상기 제1 기판(105) 상에 제1 도전형 반도체층(112)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있고, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. Next, a first
상기 제1 도전형 반도체층(112)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. When the first
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. 예를 들어, 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.The first
다음으로, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 제1 AlGaN 계열 응력완화층(118a)을 형성할 수 있다. 이후, 제1 AlGaN 계열 응력완화층(118a) 상에 제2 AlGaN 계열 응력완화층(118b)을 형성하여 AlGaN 계열 응력완화층(118)을 형성할 수 있다.Next, a first AlGaN-based
실시예에 의하면, 이후 형성되는 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서의 크랙(Crack) 발생을 억제하기 위하여, 높은 조성(High Composition) AlGaN 계열 응력완화층(118)을 삽입하여 스트레스(Stress)를 제거하고, AlGaN 계열 응력완화층(118)을 삽입에 따라 발생된 크랙(Crack)은 GaN 계열 패턴(119)에 의해 메워짐으로써, 이후 두껍게 성장되는 저농도(Low Composition)의 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)은 인장응력(Tensilie Stress)이 아닌 오히려 압축응력(Compressive Stress)를 받기 때문에 크랙(Crack) 발생을 현저히 억제 할 수 있다.According to the embodiment, a high composition AlGaN series
이를 통해, 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서 크랙(Crack)이 발생하지 않으면 2.5㎛ 이상으로 두껍게 성장이 가능하여 광추출 패턴 형성공정이 가능하여 광추출 효율을 향상시키면서 신뢰성을 높일 수 있다.Accordingly, if cracks are not generated in the first conductive AlGaN-based
다름으로, 도 6과 같이 AlGaN 계열 응력완화층(118) 상에 GaN 계열 패턴(119)을 형성하고, 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)을 형성할 수 있다.The first conductive AlGaN-based
이하, 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서 크랙(Crack)이 발생하지 않는 메커니즘을 좀 더 상술하기로 한다.Hereinafter, the mechanism by which cracks do not occur in the first conductive AlGaN-based
실시예에 의하면 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 보다 Al 조성이 더 높은 AlGaN 계열 응력완화층(118)을 삽입하여 일부러 11-20 방향의 미스핏 전위(Misfit dislocation)을 생성하여 기존 응력(Stress)을 완화(relief)하고, 3D mode로 성장되는 GaN 계열 패턴(119)에 의해 AlGaN 계열 응력완화층(118) 삽입으로 유발된 크랙을 메워 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 성장시 크랙 발생을 억제함과 동시에 결정 품질(Quality)를 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, the AlGaN-based
Al 조성이 더 높은 AlGaN 계열 응력완화층(118)에 의해서 발생된 크랙은 GaN 계열 패턴(119), 예를 들어 GaN Island 패턴 들에 의해 부분부분 메워지며, 크랙이 발생하지 않은 부분은 Al 조성이 높은 AlGaN 계열 응력완화층(118) 영역이기 때문에 격자상수가 작아 그 이후에 두껍게 성장되는 Al 농도가 낮은 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)은 인장응력(Tensile Stress)이 아닌 오히려 압축응력(Compressive Stress)를 받기 때문에 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서의 크랙(Crack) 발생을 억제 할 수 있다.Cracks generated by the AlGaN-based
실시예에서 AlGaN 계열 응력완화층(118)은 하나층이거나 복수의 층으로 구비될 수 있다. 한편, 실시예에서 최상측에 배치되는 AlGaN 계열 응력완화층(118) 이후의 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)은 적어도 1.5㎛ 이상일 수 있다. 이를 통해 전체 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)의 두께는 2.5 ㎛ 이상으로 확보될 수 있다.In the embodiment, the AlGaN-based
실시예에서 자외선 발광소자가 약 365nm UVLED인 경우, 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서의 Al 조성(x)은 약 2% 내지 8%일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the embodiment, when the ultraviolet light emitting device is about 365 nm UVLED, the Al composition x of the first conductive AlGaN-based
실시예에서 AlGaN 계열 응력완화층(118)은 제1 AlGaN 계열 응력완화층(118a)과 제2 AlGaN 계열 응력완화층(118b)을 포함할 수 있다.In the embodiment, the AlGaN-based
AlGaN 계열 응력완화층(118)은 nAlyGaN(x<y<0.5)의 Al 조성(y)를 구비할 수 있다. 또한 AlGaN 계열 응력완화층(118)의 Al 조성(y)은 약 0.25 내지 0.35 일 때 더욱 효과적일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The AlGaN-based
AlGaN 계열 응력완화층(118)의 Al 조성(y)이 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)의 Al의 조성(x)보다 작을 경우, 크랙(Crack)이 대량으로 생성되지 않아서 스트레스 완화(Stress relief)에 효과적이지 못하고, 그 이후에 성장되는 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서 계속해서 인장응력(Tensile Stress)이 작용되어 크랙이 발생할 가능성이 있다. When the Al composition y of the AlGaN-based
AlGaN 계열 응력완화층(118)의 Al 조성(y)이 0.50 이상인 경우 격자상수 차이에 의해 필요이상의 대량의 크랙 및 미스핏 전위(Misfit dislocation)이 발생하여 품질(Quality)에 안 좋을 수 있다.When the Al composition (y) of the AlGaN-based
실시예에서 AlGaN 계열 응력완화층(118)의 두께는 50nm 내지 200nm일 수 있으며, 그 두께가 80nm 내지 120nm 일 때 더욱 효과적일 수 있다.In the embodiment, the thickness of the AlGaN-based
상기 AlGaN 계열 응력완화층(118)의 두께가 50nm 미만인 경우, 인장응력(Tensile Stress)이 충분히 발생하지 않아 크랙, 미스핏 전위 들이 발생하지 않을 가능성이 있고, 그 두께가 200nm 보다 두꺼울 경우 필요이상의 대량의 크랙 및 미스핏 전위가 발생하여 품질이 저하될 수 있다.When the thickness of the AlGaN-based
다음으로, 도 6을 참조하여 GaN 계열 패턴(119)을 설명하기로 한다.Next, the
상기 GaN 계열 패턴(119)은 언도프트 GaN 계열 패턴 또는 제1 도전형 GaN 계열 패턴을 포함할 수 있다. The GaN-based
상기 GaN 계열 패턴(119)은 3D mode로 성장될 수 있다. 예를 들어, 제2 AlGaN 계열 응력완화층(118b)의 Facet 면에서 성장하기 때문에 크랙을 메울 수 있다.The
상기 GaN 계열 패턴(119)이 Facet 면으로 성장, 즉 3D Mode 성장하기 위해서 약 700℃ 내지 1100℃의 온도에서 성장될 수 있다.The GaN-based
한편, 약 700℃ 내지 800℃의 저온에서 성장하게 되면 품질(Quality)이 안 좋아질 수 있으므로 약 900℃ 내지 1100℃의 온도, 약 400mbar~500mbar 정도의 높은 압력에서 성장을 하면 3D 성장이 품질을 유지하면서 가능할 수 있다.On the other hand, if the growth is carried out at a low temperature of about 700 ° C. to 800 ° C., the quality may be poor. Therefore, if the growth is performed at a temperature of about 900 ° C. to 1100 ° C. and a high pressure of about 400 mbar to 500 mbar, .
한편, Ⅴ/Ⅲ 가 높으면 2D mode 가 강화되고, 낮을 경우 3D mode 가 강화되는데 Ⅴ/Ⅲ Reactor 종류에 따라 다르므로 각 장비에 따른 최적 조건을 찾아야 한다.On the other hand, if V / Ⅲ is high, 2D mode is strengthened and when it is low, 3D mode is strengthened. Because it depends on V / Ⅲ Reactor type, optimum condition for each equipment should be found.
예를 들어, 온도는 약 900℃ 내지 1100℃가 적정하며, 압력은 400mbar~500mbar 사이에서 Ⅴ/Ⅲ 최적조건을 찾아서 성장하면 3D-mode로 성장이 가능하다.For example, the temperature is about 900 ° C to 1100 ° C, and the pressure is in the range of 400 mbar to 500 mbar.
상기 GaN 계열 패턴(119)의 두께는 약 10nm 내지 50nm일 수 있으며, 약 20nm 내지 30nm 일 때, 더 효과적일 수 있다.The thickness of the GaN-based
상기 GaN 계열 패턴(119)의 두께가 10nm 보다 얇을 경우, 크랙을 효과적으로 메우기 어려우며, 그 두께가 50nm 초과인 경우 GaN 계열 패턴(119)에서의 광 흡수에 의한 광 손실이 일어날 수 있다.If the thickness of the
상기 GaN 계열 패턴(119)이 언도프트 GaN 계열 패턴인 경우 전류 확산(Current Spreading) 효과를 볼 수 있다. 상기 GaN 계열 패턴(119)이 잔존하는 경우 이후 형성되는 제1 전극과 상하간에 오버랩되어 전류확산효과를 더욱 증대시킬 수 있다.When the
상기 GaN 계열 패턴(119)이 제1 도전형 GaN 계열 패턴을 포함하는 경우, n형 도펀트의 농도는 0 초과 내지 1.0x1020일 수 있으며, n형 도펀트 도핑에 의해 전류주입효율이 증대될 수 있다.When the GaN-based
다음으로 도 7과 같이, 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 상에 활성층(114)이 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 7, the
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. The
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.For example, the
상기 활성층(114)은 양자우물과 양자벽을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(114)은 AlGaN/GaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, InAlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs, InGaAs/AlGaAs, GaP/AlGaP, InGaP AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
The
이하, 도 2를 참조하여 실시예의 활성층(114)의 기술적인 특징을 좀 더 상술하기로 한다.Hereinafter, the technical characteristics of the
실시예에서 활성층(114)을 구성하는 양자우물(114W)은 AlxInyGa1-x-yN층(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)을 포함할 수 있고, 상기 양자벽(114B)은 AlpInqGa1-p-qN층(단, 0≤p≤1, 0≤q≤1)을 포함할 수 있다.The
실시예는 상기 양자벽(114B) 중에 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116)과 가장 인접한 라스트 양자벽(114BL)과 상기 양자우물 중에 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116)과 가장 인접한 라스트 양자우물(114WL)을 포함할 수 있다.The embodiment is characterized in that in the
실시예는 상기 양자벽(114B) 중에 상기 라스트 양자벽(114BL)으로부터 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 방향으로 순차적으로 배치된 제1 양자벽(114B1), 제2 양자벽(114B2)을 포함할 수 있다.The embodiment includes the first quantum wall 114B1 and the second quantum wall 114B1 sequentially arranged in the
실시예는 상기 양자우물(114W) 중에 상기 라스트 양자우물(114WL) 다음으로 인접한 제1 양자우물(114W1)을 포함할 수 있다.An embodiment may include the first quantum well 114W1 adjacent to the last quantum well 114WL in the
, 실시예에서 상기 양자벽(114B)의 밴드갭 에너지는 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) 방향으로 점차 증가할 수 있다.The band gap energy of the
실시예에서 상기 양자벽(114B)의 Al의 조성(p)은 상기 양자우물(114W)의 Al의 조성(x)보다 클 수 있으며, 상기 양자벽(114B)의 In의 조성(q)은 상기 양자우물(114W)의 In의 조성(y)보다 클 수 있다.The composition p of Al of the
또한 실시예에 의하면, 상기 라스트 양자벽(114BL)에서의 In의 조성이 다른 양자벽에서의 In의 조성보다 높을 수 있다.Further, according to the embodiment, the composition of In in the last quantum wall 114BL may be higher than the composition of In in the other quantum wall.
또한 실시예에 의하면, 상기 라스트 양자우물(114WL)에서의 In의 조성이 다른 양자우물에서의 In의 조성보다 높을 수 있다.Further, according to the embodiment, the composition of In in the last quantum well 114WL may be higher than the composition of In in the other quantum well.
이를 통해, 상기 양자우물(114W)의 밴드갭 에너지는 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) 방향으로 점차 감소할 수 있다.Accordingly, the band gap energy of the
실시예에 의하면, 활성층 형성시 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)에서 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) 방향으로 점차 In 및 Al 조성을 변화하며 성장함으로써 대부분의 재결합(recombination) 이 이루어지는 제1 양자우물(114W1) 및 라스트 양자우물(114WL)에서 In 국소화 효과(localization effect)를 극대화하여 내부 양자효율을 증대시킬 수 있다.According to the embodiment, when the active layer is formed, the In and Al compositions are gradually changed in the direction from the first conductive AlGaN-based
또한 실시예에 의하면, 양자우물(114W)과 양자벽(114B) 간의 격자상수 차이를 줄여 피에조효과(Piezo electric field)를 개선함으로써 발광 재결합 가능성을 증대시킴으로써 내부 발광효율을 증대시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment, the lattice constant difference between the
실시예에 의하면, 라스트 양자우물(114WL)과 라스트 양자벽(114BL)에서 다른 양자우물, 양자벽에 비해 In과 Al이 조성이 가장 많을 수 있다.According to the embodiment, In and Al may have the largest composition as compared with quantum wells and quantum wells in the last quantum well 114WL and the last quantum wall 114BL.
실시예에 의하면, 밴드갭 에너지(Eg)와 격자상수 차이를 고려하였을 때, 양자우물(114W)의 Al의 조성은 약 2%~약 4%일 수 있고, In의 조성은 약 1.5%~약2.5%일 수 있다. According to the embodiment, when the bandgap energy Eg and the lattice constant difference are considered, the composition of Al in the
또한 양자벽(114B)에서의 Al의 소정은 약 18%~약21%일 수 있고, In의 조성은 약2%~약4%일 수 있다.Also, the predetermined amount of Al in the
실시예에 의하면, In 및 Al이 양자우물(114W)/양자벽(114B) 페어(Pair)가 진행됨에 따라 Al 및 In이 순차적으로 증가할 경우 격자상수 차이를 최소화하면서 In 국소화 효과를 극대화하여 내부 양자효율 향상에 더욱 효과적일 수 있다.According to the embodiment, when In and Al sequentially increase in Al and In as the
실시예에 의하면, 라스트 양자우물(114WL)과 라스트 양자벽(114BL) 간의 밴드갭 에너지(Eg) 차이는 약 0.2eV 에서 약 0.24eV일 수 있다. 그 차이가 0.2eV 미만일 경우 캐리어 구속(Carrier Confinement)에 취약할 수 있고, 0.24eV 초과일 경우에는 홀주입(Hole Injection)에 영향이 있을 수 있다.According to the embodiment, the band gap energy Eg difference between the last quantum well 114WL and the last quantum wall 114BL may be about 0.2 eV to about 0.24 eV. If the difference is less than 0.2 eV, it may be vulnerable to carrier confinement. If the difference is more than 0.24 eV, hole injection may be affected.
실시예에서 양자우물(114W)의 두께는 약 3nm~약10nm일 수 있고, 상기 양자벽(114B)의 두께는 약 3nm~약15nm일 수 있다. In an embodiment, the thickness of the
실시예에 의하면, 격자상수 차이가 현저히 줄어 들고, 그로 인하여 피에조 효과(Piezo electric effect)가 줄어들게 되고 QCSE가 개선되어 광도가 매우 향상될 수 있다.According to the embodiment, the difference in lattice constant is remarkably reduced, thereby reducing the Piezo electric effect and improving the QCSE, so that the light intensity can be greatly improved.
또한 실시예에서 라스트 양자우물(114WL)의 조성은 Al0.03In0.02Ga0.95N일 수 있고, 비교예의 양자우물의 조성은 In0.01Ga0.99N 일 수 있다. 이때, 실시예의 양자우물의 조성은 비교예의 양자우물에 비해 In의 조성이 1%(0.01) 가량 높다.Also, in the embodiment, the composition of the last quantum well 114WL may be Al 0.03 In 0.02 Ga 0.95 N, and the composition of the quantum well of the comparative example may be In 0.01 Ga 0.99 N. At this time, the composition of the quantum well of the example is 1% (0.01) higher than that of the quantum well of the comparative example.
즉 실시예에 의하면, In 국소화 효과(localization Effect)에 유리할 수 있고, 발광 재결합(Radiative Recombination)이 증가함으로써 내부양자효율(IQE) 향상에 유리하다.That is, according to the embodiment, the In localization effect can be advantageous and the internal quantum efficiency (IQE) can be advantageously improved by increasing the radiative recombination.
예를 들어, 도 3과 같이 약 1% In 조성 차이는 광도에 큰 차이를 보이며, 표 1과 같이, In의 조성이 점차 증가하는 양자우물(114W) 채용에 따라 광도(Po)가 약 20mW 정도 현저히 상승함을 통해서도 확인된다.For example, as shown in FIG. 3, a difference in composition of about 1% In shows a large difference in luminous intensity. As shown in Table 1, when the
또한, 실시예에 의하면, 대부분의 발광이 일어나는 라스트 양자우물(114WL)에 비해 나머지 양자우물의 밴드갭 에너지(Eg)가 높기 때문에 다른 양자우물에 의한 광 흡수가 덜 일어 날 수 있다.
In addition, according to the embodiment, since the band gap energy Eg of the remaining quantum well is higher than that of the last quantum well 114WL in which most light is emitted, light absorption by other quantum wells may be less likely.
다음으로, 도 8을 참조하면, 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116)은 반도체 화합물, 예를 들어 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.Next, referring to FIG. 8, the second conductive AlGaN-based
예를 들어, 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) AlqGa1-qN (0≤q≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.For example, may include a semiconductor material having the second conductivity type AlGaN-based composition formula of the first semiconductor layer (116) Al q Ga 1- q N (0≤q≤1). When the second conductive AlGaN-based
실시예에서 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)은 n형 반도체층, 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first conductive AlGaN-based
또한 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 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.On the first
다음으로 도 9와 같이, 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116) 상에 제2 전극층(120)이 형성될 수 있다. 상기 제2 전극층(120)은 컨택층(122), 반사층(124) 및 전도성 지지부재(126)가 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 9, a
상기 컨택층(122)은 캐리어 주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 컨택층(122)은 반도체와 전기적인 접촉인 우수한 물질로 형성될 수 있다.The
예를 들어, 상기 컨택층(122)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.For example, the
상기 컨택층(122) 상에는 반사층(124)이 형성될 수 있다. 상기 반사층(124)은 반사성이 우수하고, 전기적인 접촉이 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(124)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. A
또한, 상기 반사층(124)은 상기 금속 또는 합금과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 예를 들어, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다.The
다음으로, 상기 반사층(124) 상에 전도성 지지부재(126)가 형성될 수 있다.Next, a
상기 전도성 지지부재(126)는 효율적으로 캐리어 주입할 수 있도록 전기 전도성이 우수한 금속, 금속합금, 혹은 전도성 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 지지부재(126)는 구리(Cu), 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni-nickel), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.The
상기 전도성 지지부재(126)를 형성시키는 방법은 전기화학적인 금속증착방법이나 유테틱 메탈을 이용한 본딩 방법 등을 사용할 수 있다.The
다음으로, 도 10과 같이 상기 기판(105)이 발광구조물(110)로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(105)을 제거하는 방법은 고출력의 레이저를 이용하여 기판을 분리하거나 화학적 식각 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상기 기판(105)은 물리적으로 갈아냄으로써 제거할 수도 있다. Next, the
예를 들어, 레이저 리프트 오프 방법은 상온에서 소정의 에너지를 가해주게 되면 상기 기판(105)과 발광구조물의 계면에서 에너지가 흡수되어 발광구조물의 접합표면이 열분해 되어 기판(105)과 발광구조물을 분리할 수 있다.For example, in the laser lift-off method, energy is absorbed at the interface between the
다음으로 도 11과 같이, 제1 도전형 반도체층(112)을 습식 또는 건식 에칭 등으로 제거하여 AlGaN 계열 응력완화층(118)이 노출되도록 할 수 있다. Next, as shown in FIG. 11, the AlGaN-based
다음으로 도 12와 같이, AlGaN 계열 응력완화층(118)과 GaN 계열 패턴(119)을 순차적 또는 동시에 습식 또는 건식 에칭 등으로 제거하여 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)이 노출되도록 할 수 있다. Next, as shown in FIG. 12, the AlGaN-based
이를 통해, 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 상에 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(P1)이 형성될 수 있으며, 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(P1)은 규칙적인 패턴이거나 불규칙적인 패턴 또는 이들의 혼합일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.Accordingly, a first AlGaN-based light extracting pattern P1 may be formed on the first conductive AlGaN-based
실시예에서 상기 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(P1)은 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 상에 소정의 수평폭을 구비하며, 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)과 같은 물질로 형성될 수 있다.In one embodiment, the first AlGaN-based light extracting pattern P1 has a predetermined horizontal width on the first conductive AlGaN-based
실시예에 의하면, 상기 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(121)의 수평폭이 점차 감소함에 따라 광추출 표면적을 넓힐 수 있고, 외부로 광추출 될 수 있는 가능성을 높여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, as the horizontal width of the first AlGaN-based light extracting pattern 121 gradually decreases, the light extraction surface area can be widened, and the possibility of light extraction to the outside can be increased to improve the light extraction efficiency .
실시예에서 상기 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(P1)의 높이를 제외한 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113)의 두께가 1.5 ㎛ 이상, 예를 들어 2.5 ㎛ 내지 5.0 ㎛로 구비됨으로써 광추출 패턴으로서의 기능을 충실히 수행하면서 발광소자 칩에 전기적인 신뢰성에 영향을 미치지 않을 수 있다.The thickness of the first conductive AlGaN-based
다음으로 도 13과 같이, 상기 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(P1) 사이에 제2 AlGaN 계열 광추출 패턴(P2)을 형성할 수 있다. Next, as shown in FIG. 13, a second AlGaN-based light extracting pattern P2 may be formed between the first AlGaN-based light extracting patterns P1.
상기 제2 AlGaN 계열 광추출 패턴(P2)은 상기 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(P1)의 측면과 상면에도 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The second AlGaN-based light extracting pattern P2 may be formed on the side surface and the upper surface of the first AlGaN-based light extracting pattern P1, but is not limited thereto.
이를 통해, 사이즈가 큰 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴(P1) 및 이보다 사이즈가 작은 제2 AlGaN 계열 광추출 패턴(P2)를 통해 복합적인 광추출 메커니즘의 작동에 의해 광추출 효율이 더욱 향상될 수 있다.Thus, the light extracting efficiency can be further improved by the operation of the complex light extracting mechanism through the first AlGaN-based light extracting pattern P1 having a larger size and the second AlGaN-based light extracting pattern P2 having a smaller size have.
다음으로, 도 14와 같이, 상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) 상에 제1 전극(131)을 형성할 수 있다. 상기 제1 전극(131)은 Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. Next, as shown in FIG. 14, a
이를 통해 실시예에 따른 자외선 발광소자를 제조할 수 있다.
Thus, the ultraviolet light emitting device according to the embodiment can be manufactured.
자외선 발광소자는 파장이 긴 순서대로 UV-A((315~400nm)), UV-B(280~315nm), UV-C(200~280nm) 세 가지고 나뉜다.Ultraviolet light-emitting devices are divided into UV-A (315 to 400 nm), UV-B (280 to 315 nm) and UV-C (200 to 280 nm) in the long wavelength order.
실시예에 따른 자와선 발광소자(UV LED)는 파장에 따라, UV-A(315~400nm) 영역은 산업용 UV경화, 인쇄 잉크경화, 노광기, 위폐감별, 광촉매 살균, 특수조명(수족관/농업용 등) 등의 다양하게 적용될 수 있고, UV-B (280~315nm) 영역은 의료용으로 사용될 수 있고, UV-C(200~280nm) 영역은 공기 정화, 정수, 살균 제품 등에 적용될 수 있다.The UV-A (315-400 nm) region of the UV-LED according to the embodiment can be used for industrial UV curing, printing ink curing, exposure apparatus, counterfeit discrimination, photocatalytic disinfection, special illumination (aquarium / UV-B (280 ~ 315nm) region can be used for medical use, and UV-C (200 ~ 280nm) region can be applied to air purification, water purification, sterilization products and the like.
실시예에 따른 발광소자는 패키지 형태로 복수개가 기판 상에 어레이될 수 있으며, 발광소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다.A plurality of light emitting devices according to embodiments may be arrayed on a substrate in the form of a package, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, a fluorescent sheet, or the like may be disposed on a path of light emitted from the light emitting device package.
실시예에 따른 발광소자는 백라이트 유닛, 조명 유닛, 디스플레이 장치, 지시 장치, 램프, 가로등, 차량용 조명장치, 차량용 표시장치, 스마트 시계 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The light emitting device according to the embodiment may be applied to a backlight unit, a lighting unit, a display device, a pointing device, a lamp, a streetlight, a vehicle lighting device, a vehicle display device, a smart watch, but is not limited thereto.
예를 들어, 도 15는 실시예들에 따른 발광소자가 설치된 발광소자 패키지(200)를 설명하는 도면이다.For example, FIG. 15 is a view illustrating a light emitting
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.The light emitting device package according to the embodiment includes a
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.The
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. The
상기 발광소자(100)는 제1 실시예에 따른 자외선 발광소자일 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 제2 실시예에 따른 발광소자(102), 제3 실시예에 따른 발광소자(103) 등을 포함할 수 있다.The
상기 몰딩부재(230)에는 형광체(232)가 포함되어 백색광의 발광소자 패키지가 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
도 16은 실시예에 따른 조명시스템의 분해 사시도이다.16 is an exploded perspective view of an illumination system according to an embodiment.
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.The lighting apparatus according to the embodiment may include a
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. The
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. The
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.The
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.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents of such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the embodiments.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It can be seen that the modification and application of branches are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층(116), 양자우물(114W), 양자벽(114B),
활성층(114), 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층(113) The second conductive type AlGaN-based
The
Claims (12)
양자우물과 양자벽을 포함하여 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층 상에 배치되는 활성층; 및
상기 활성층 상에 배치된 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층;을 포함하고,
상기 양자우물은 AlxInyGa1-x-yN층(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)을 포함하고,
상기 양자벽은 AlpInqGa1-p-qN층(단, 0≤p≤1, 0≤q≤1)을 포함하며,
상기 양자벽의 밴드갭 에너지는
상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층에서 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층 방향으로 점차 증가하는 자외선 발광소자.A second conductive type AlGaN-based first semiconductor layer;
An active layer disposed on the second conductive type AlGaN-based first semiconductor layer including a quantum well and a quantum wall; And
And a first conductive AlGaN-based semiconductor layer disposed on the active layer,
Wherein the quantum well comprises an Al x In y Ga 1-xy N layer (0? X? 1 , 0? Y? 1)
Wherein the quantum wall comprises an Al p In q Ga 1-pq N layer (where 0? P? 1, 0? Q? 1 )
The band gap energy of the quantum wall is
Wherein the first conductive AlGaN-based semiconductor layer gradually increases in the direction of the first conductivity type AlGaN-based first semiconductor layer.
상기 양자벽의 Al의 조성(p)은 상기 양자우물의 Al의 조성(x)보다 크며,
상기 양자벽의 In의 조성(q)은 상기 양자우물의 In의 조성(y)보다 큰 자외선 발광소자.The method according to claim 1,
The composition p of Al in the quantum well is larger than the composition x of Al in the quantum well,
(Q) of In in the quantum well is larger than a composition (y) of In of the quantum well.
상기 양자우물의 밴드갭 에너지는,
상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층에서 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층 방향으로 점차 감소하는 자외선 발광소자.The method according to claim 1,
The band gap energy of the quantum well may be,
The first conductivity type AlGaN-based semiconductor layer gradually decreases in the direction of the first conductivity type AlGaN-based first semiconductor layer.
상기 활성층은,
상기 양자벽 중에 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층과 가장 인접한 라스트 양자벽과 상기 양자우물 중에 상기 제2 도전형 AlGaN 계열 제1 반도체층과 가장 인접한 라스트 양자우물을 포함하고,
상기 라스트 양자벽에서의 In의 조성이 다른 양자벽에서의 In의 조성보다 높은 자외선 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein,
A last quantum well closest to the second conductive type AlGaN first semiconductor layer in the quantum well and a last quantum well closest to the second conductivity type AlGaN first semiconductor layer in the quantum well,
And the composition of In in the last quantum wall is higher than that of In in the other quantum wall.
상기 라스트 양자우물에서의 In의 조성이 다른 양자우물에서의 In의 조성보다 높은 자외선 발광소자.5. The method of claim 4,
And the composition of In in the last quantum well is higher than that of In in the other quantum well.
상기 라스트 양자우물과 상기 라스트 양자벽 간의 밴드갭 에너지 차이는 0.2eV 내지 0.24eV인 자외선 발광소자.5. The method of claim 4,
And the band gap energy difference between the last quantum well and the last quantum well is 0.2 eV to 0.24 eV.
상기 라스트 양자우물에서의 Al의 조성이 다른 양자우물에서의 Al의 조성보다 높은 자외선 발광소자.5. The method of claim 4,
And the composition of Al in the last quantum well is higher than that of Al in the other quantum well.
상기 라스트 양자벽에서의 Al의 조성이 다른 양자벽에서의 Al의 조성보다 높은 자외선 발광소자.5. The method of claim 4,
And the composition of Al in the last quantum wall is higher than the composition of Al in the other quantum wall.
상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층 상에 수평폭이 감소하는 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴;을 포함하는 자외선 발광소자.The method according to claim 1,
And a first AlGaN-based light extraction pattern having a horizontal width reduced on the first conductive AlGaN-based semiconductor layer.
상기 제1 AlGaN 계열 광추출 패턴은
상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층과 같은 물질로 형성된 자외선 발광소자.10. The method of claim 9,
The first AlGaN-based light extracting pattern
And the first conductive AlGaN-based semiconductor layer.
상기 제1 도전형 AlGaN 계열 반도체층의 상측 표면에 AlGaN 계열 제2 광추출 패턴을 더 포함하는 자외선 발광소자.10. The method of claim 9,
And an AlGaN-based second light extracting pattern is formed on the upper surface of the first conductive AlGaN-based semiconductor layer.
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