KR20160114865A - Red light emitting device and lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.Embodiments relate to a red light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.
발광소자(Light Emitting diode: LED)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로서, 주기율표상에서 반도체화합물의 도펀트가 화합하여 생성될 수 있고, 반도체화합물의 조성비를 조절함으로써 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자, 또는 적색(RED) 발광소자 등 다향한 색상 구현이 가능하다.A light emitting diode (LED) is a pn junction diode in which electrical energy is converted into light energy. The dopant of the semiconductor compound can be generated by combining the semiconductor compound on the periodic table. By adjusting the composition ratio of the semiconductor compound, A light emitting element, a green light emitting element, an ultraviolet (UV) light emitting element, or a red (RED) light emitting element.
예를 들어, 적색 발광소자로서 AlGaInP계 발광다이오드가 있으며, 이는 주입되는 전기에너지를 약 570nm 내지 약 630nm 범위 내의 파장을 가진 광으로 변환시킬 수 있다. 파장변화는 발광다이오드가 가지는 밴드 갭에너지 크기에 의해 좌우되는데, 밴드갭 크기는 Al과 Ga의 조성비를 변화시킴으로써 조절될 수 있고, Al의 조성비를 증가시킬수록 파장이 짧아질 수 있다.For example, there is an AlGaInP-based light emitting diode as a red light emitting element, which can convert the injected electric energy into light having a wavelength within a range of about 570 nm to about 630 nm. The wavelength change depends on the band gap energy level of the light emitting diode. The band gap size can be controlled by changing the composition ratio of Al and Ga, and the wavelength can be shortened as the composition ratio of Al is increased.
한편, 최근 AlGaInP계 적색 LED는 High CRI(Color Rendering Index) 조명광원 또는 차량용 광원으로 적용영역이 확대되고 있으며, 이에 따른 시장 경쟁이 심화되고 있어, 높은 광 출력 확보 또는 전기적 신뢰성 확보가 중요한 이슈로 대두되고 있다.Recently, the AlGaInP red LED has been applied to a high CRI (Color Rendering Index) illumination light source or vehicle light source, and market competition is intensifying. Therefore, securing high light output or electrical reliability is an important issue .
예를 들어, 종래기술에 의하면, 전류(Current) 주입에 따라 캐리어의 도핑원소가 활성(Active) 영역으로 확산(Diffusion)되어 광속 하락을 야기시킨다. For example, according to the conventional art, the doping element of the carrier diffuses into the active region according to the current injection, causing the light flux to drop.
또한 종래기술에 의하면 전류(Current) 주입됨에 따라 동작전압(Vf)이 증가하는 문제가 있다.Also, according to the related art, there is a problem that the operating voltage Vf increases as the current is injected.
또한 종래기술에 의하면, LED 칩의 발열에 따른 온도 상승시 또는 전류(current) 상승시 내부양자효율(EQE)의 드룹(Droop)의 문제점이 있다. Further, according to the related art, there is a problem of drop of the internal quantum efficiency (EQE) when the temperature rises due to the heat generation of the LED chip or when the current rises.
실시예는 광 속이 높은 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.Embodiments provide a red light emitting device having high optical speed, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.
또한 실시예는 전기적 신뢰성이 높은 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.Also, the embodiments are directed to a red light emitting device having high electrical reliability, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.
또한 실시예는 드룹(Droop)이 개선되어 광도가 향상된 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.Also, embodiments of the present invention provide a red light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system improved in droplet brightness.
실시예에 따른 적색 발광소자는 제1 도전형 제1 반도체층(112); 양자우물(114W)과 양자벽(114B)을 포함하여 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112) 상에 배치되는 활성층(114); 상기 활성층(114) 상에 제2 도전형 제2 반도체층(116); 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116) 상에 제2 도전형 제3 반도체층(123); 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123) 상에 제2 도전형 제4 반도체층(124); 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124) 상에 제2 도전형 제5 반도체층(125);을 포함할 수 있다.The red light emitting device includes a first conductive type
상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)과 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)은 AlGaInP 계열 반도체층을 포함하고, 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)의 Al의 조성은 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)의 Al의 조성보다 낮을 수 있다.The second conductive type
실시예에 따른 조명시스템은 상기 적색 발광소자를 구비하는 발광유닛을 포함할 수 있다.The illumination system according to the embodiment may include a light emitting unit having the red light emitting element.
실시예는 광 속이 높은 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.Embodiments can provide a red light emitting device having high optical speed, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.
또한 실시예는 전기적 신뢰성이 높은 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.Also, the embodiments can provide a red light emitting device having high electrical reliability, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.
또한 실시예는 드룹(Droop)이 개선되어 광도가 향상된 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.Also, embodiments can provide a red light emitting device, a light emitting device manufacturing method, a light emitting device package, and an illumination system improved in droop, thereby improving brightness.
도 1은 실시예에 따른 적색 발광소자의 단면도.
도 2a는 제1 실시예에 따른 적색 발광소자의 에너지 밴드 다이어 그램.
도 2b는 제2 실시예에 따른 적색 발광소자의 에너지 밴드 다이어 그램.
도 2c는 제3 실시예에 따른 적색 발광소자의 에너지 밴드 다이어 그램.
도 2d는 제4 실시예에 따른 적색 발광소자의 에너지 밴드 다이어 그램.
도 3은 비교예와 실시예들에 따른 적색 발광소자의 I-V 커브(curve) 데이터.
도 4는 비교예와 실시예들에 따른 적색 발광소자의 Thermal Droop 데이터.
도 5는 비교예와 제4 실시예에 따른 적색 발광소자의 EQE 데이터.
도 6은 추가 실시예에 따른 적색 발광소자의 제2 도전형 제5 반도체층의 확대도.
도 7 내지 도 9는 실시예에 따른 적색 발광소자의 제조방법의 공정단면도.
도 10은 추가 실시예에 따른 적색 발광소자의 단면도.
도 11은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 12는 실시예에 따른 조명 장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of a red light emitting device according to an embodiment.
2A is an energy band diagram of a red light emitting device according to the first embodiment;
FIG. 2B is an energy band diagram of the red light emitting device according to the second embodiment. FIG.
2C is an energy band diagram of the red light emitting device according to the third embodiment.
FIG. 2D is an energy band diagram of the red light emitting device according to the fourth embodiment. FIG.
FIG. 3 is IV curve data of a red light emitting device according to Comparative Examples and Examples. FIG.
4 is a thermal droop data of a red light emitting device according to Comparative Examples and Examples.
5 is a graph showing the EQE data of the red light emitting device according to the comparative example and the fourth embodiment.
6 is an enlarged view of a fifth semiconductor layer of a second conductivity type of a red light emitting device according to a further embodiment;
7 to 9 are process sectional views of a method of manufacturing a red light emitting device according to an embodiment.
10 is a cross-sectional view of a red light emitting device according to a further embodiment;
11 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to an embodiment.
12 is a sectional view of a lighting device according to an embodiment;
실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층, 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위"와 "아래"는 "직접" 또는 "다른 층을 개재하여" 형성되는 것을 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명하기로 한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), region, pattern or structure is "on" or "under" a substrate, each layer, region, pad or pattern Quot; upper "and" lower "include those formed through" directly "or" through another layer ". In addition, the criteria for the top, bottom, or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.
(실시예)(Example)
도 1은 실시예에 따른 적색 발광소자(100)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a red
실시예에 따른 적색 발광소자(100)는 제1 도전형 제1 반도체층(112), 활성층(114), 제2 도전형 제2 반도체층(116), 제2 도전형 제3 반도체층(123), 제2 도전형 제4 반도체층(124) 및 제2 도전형 제5 반도체층(125)을 포함할 수 있다.The red
예를 들어, 실시예에 따른 적색 발광소자(100)는 도 2a와 같이, 제1 도전형 제1 반도체층(112)과, 양자우물(114W)과 양자벽(114B)을 포함하여 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112) 상에 배치되는 활성층(114)과, 상기 활성층(114) 상에 제2 도전형 제2 반도체층(116)과, 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116) 상에 제2 도전형 제3 반도체층(123)과, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123) 상에 제2 도전형 제4 반도체층(124) 및 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124) 상에 제2 도전형 제5 반도체층(125)을 포함할 수 있다.For example, the red
도 1은 수평형 발광소자에 대한 도면이나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. FIG. 1 is a view of a horizontal type light emitting device, but the embodiment is not limited thereto.
도 1에 도시된 구성 중 미설명 부호는 하기 제조방법에서 설명하기로 한다.1 will be described in the following manufacturing method.
종래기술에 의하면, AlGaInP 계열의 적색 LED는 GaN계열 블루 LED보다 열 드랍(Thermal Drop)에 취약한 물성특성이 있다.According to the prior art, the red LED of the AlGaInP series has physical properties weaker than the GaN blue LED in terms of thermal drop.
이는 AlGaInP 계열의 물질의 에너지 밴드(Energy band) 오프셋(offset)이 GaN 보다 작기 때문에 전류(Current) 증가 또는 온도가 증가함에 따라 Droop에 취약하다.This is because the energy band offset of the AlGaInP-based material is smaller than that of GaN, which is susceptible to droop as the current increases or the temperature increases.
실시예에 의하면, 특히 어셉터(Acceptor) 대비 도너(Donor)의 이온화(Ionize) 속도가 빠르고, 이온화된 도너(Ionized Donor)를 억제 하기 위해 p-AlGaInP 계열 반도체층에서의 Al 조성(Composition) 최적화 또는 활성층의 구조 개선을 통해 GaP 품질(Quality)을 개선하여 드룹(Droop)을 개선 하였다.According to the embodiment, in particular, the ionization speed of the donor is faster than that of the acceptor, and the composition of the Al composition in the p- AlGaInP-based semiconductor layer is optimized to suppress the ionized donor Or improve the structure of the active layer to improve the GaP quality to improve the droop.
도 2a는 제1 실시예에 따른 적색 발광소자의 에너지 밴드 다이어 그램이다.2A is an energy band diagram of the red light emitting device according to the first embodiment.
제1 실시예에 따른 적색 발광소자에서 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)과 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)은 AlGaInP 계열 반도체층을 포함할 수 있다. In the red light emitting device according to the first embodiment, the second conductive type
제1 실시예에 따른 적색 발광소자에게 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)의 Al의 조성은 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)의 Al의 조성보다 낮을 수 있다.The composition of Al in the second conductive type
예를 들어, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)의 조성은 (Alx3Ga1-x3)yIn1-yP층(단, 0.80≤x3≤90, 0.4≤y≤0.6)일 수 있다.For example, the second conductive type
또한 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)의 조성은 (Alx4Ga1-x4)yIn1-yP층(단, 0.50≤x4≤70, 0.4≤y≤0.6)일 수 있다.Also, the composition of the second conductive type
상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)의 밴드갭 에너지는 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)의 밴드갭 에너지보다 작을 수 있다.The band gap energy of the second conductive type
또한 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)의 밴드갭 에너지는 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125)의 밴드갭 에너지보다 클 수 있다.The band gap energy of the second conductive type
제1 실시예는 p-AlGaInP 계열층에서 Al 조성(Composition)을 최적화하여 GaP 막질의 품질(Quality)을 개선할 수 있다.The first embodiment can improve the quality of the GaP film quality by optimizing the Al composition in the p- AlGaInP-based layer.
제1 실시예에 의하면, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)과 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125) 사이에 제2 도전형 제4 반도체층(124)을 배치하여 에너지 밴드갭(Energy Band Gap) 버퍼층(buffer Layer) 역할을 할 수 있다.According to the first embodiment, the second conductive type
또한 제1 실시예에 의하면, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)과 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125) 사이에 제2 도전형 제4 반도체층(124)을 배치하여 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)과 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125) 사이의 스트레인(strain) 완화로 발광소자의 품질을 향상시킬 수 있다.According to the first embodiment, the second conductive type
다음으로, 도 2b는 제2 실시예에 따른 적색 발광소자의 에너지 밴드 다이어 그램이다. Next, FIG. 2B is an energy band diagram of the red light emitting device according to the second embodiment.
제2 실시예는 제1 실시예의 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제2 실시예의 주된 특징을 위주로 설명하기로 한다.The second embodiment can employ the features of the first embodiment, and the main features of the second embodiment will be mainly described below.
제2 실시예에서의 양자우물(114W2)의 조성은 (AlpGa1-p)qIn1-qP층(단, 0.05≤p≤0.20, 0.4≤q≤0.6)일 수 있다.The composition of the quantum well 114W2 in the second embodiment may be (Al p Ga 1-p ) q In 1 -q P layer (with 0.05? P? 0.20, 0.4? Q? 0.6).
제2 실시예에서의 양자우물(114W2)은 150A 내지 170 A의 두께로 형성될 수 있다. 제2 실시예에서의 양자우물(114W2)은 양자벽(114B)과 페어(pair)를 형성할 수 있으며, 약 12 페어(pair)로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The quantum well 114W2 in the second embodiment may be formed to a thickness of 150A to 170A. The quantum well 114W2 in the second embodiment may form a pair with the
제2 실시예에 의하면, 종래기술에 비해 활성층에서의 양자우물(114W2)의 두께가 증가하여 활성층 영역에서의 발광 재결합(Radiative Recombination) 증가하여 광 효율이 향상될 수 있다.According to the second embodiment, the thickness of the quantum well 114W2 in the active layer is increased compared to the prior art, and the light efficiency is improved by increasing the light recombination in the active layer region.
다음으로, 도 2c는 제3 실시예에 따른 적색 발광소자의 에너지 밴드 다이어 그램이다. 제3 실시예는 제1 실시예 또는 제2 실시예의 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제3 실시예의 주된 특징을 위주로 설명하기로 한다.Next, FIG. 2C is an energy band diagram of the red light emitting device according to the third embodiment. The third embodiment can employ the features of the first embodiment or the second embodiment, and the main features of the third embodiment will be mainly described below.
제3 실시예에서 상기 양자벽(114B)은 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116)과 가장 인접한 라스트 양자벽을 포함하며, 상기 라스트 양자벽은 제1 농도 Al 조성인 제1 라스트 양자벽(114B1)과, 상기 제1 농도보다 높은 제2 농도 Al 조성인 제2 라스트 양자벽(114B2)을 포함할 수 있다. In the third embodiment, the
상기 상기 라스트 양자벽에서, Al의 조성은 상기 양자우물(114W2)에서 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116)의 방향으로 변할 수 있다.In the last quantum well, the composition of Al may change from the quantum well 114W2 to the direction of the second conductive type
예를 들어, 상기 제2 라스트 양자벽(114B2)은 상기 제1 라스트 양자벽(114B1)에 비해 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116)에 더 인접하게 배치될 수 있다.For example, the second last quantum wall 114B2 may be disposed closer to the second conductive type
예를 들어, 제3 실시예에서 라스트 양자벽은 (Alp1Ga1-p1)q1In1-q1P층(단, 0.60≤p1≤0.80, 0.4≤q1≤0.6)인 제1 라스트 양자벽(114B1)과 (Alp2Ga1-p2)q2In1-q2P층(단, 0.80≤p2≤0.90, 0.4≤q2≤0.6)인 제2 라스트 양자벽(114B2)을 포함할 수 있다. For example, in the third embodiment, the last quantum wall is a first last quantum wall (Al p1 Ga 1-p1 ) q1 In 1-q1 P layer (where 0.60? P1? 0.80, 0.4? Q1? 0.6) 114B1) and a claim may include the 2 last-quantum wall (114B2) (Al Ga 1-p2 p2) q2-q2 1 in P layer (where, 0.80≤p2≤0.90, 0.4≤q2≤0.6).
상기 제1 라스트 양자벽(114B1)과 상기 제2 라스트 양자벽(114B2)은 같은 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The first and second last quantum wells 114B1 and 114B2 may have the same thickness but are not limited thereto.
제3 실시예에 의하면, 상기 라스트 양자벽이 제1 농도 Al 조성인 제1 라스트 양자벽(114B1)과, 상기 제1 농도보다 높은 제2 농도 Al 조성인 제2 라스트 양자벽(114B2)을 포함하는 Al 조성(Composition) 스텝구조 구조로 형성됨으로써 효과적으로 전자(Electron)를 차단하고 막질의 품질(Quality)을 개선할 수 있다.According to the third embodiment, the last quantum wall includes a first last quantum wall 114B1 having a first concentration Al composition and a second last quantum wall 114B2 having a second concentration Al composition higher than the first concentration (Al) composition step structure, thereby effectively blocking electrons and improving the quality of the film quality.
다음으로, 도 2d는 제4 실시예에 따른 적색 발광소자의 에너지 밴드 다이어 그램이다. 제4 실시예는 앞서 기술한 제1 실시예 내지 제3 실시예의 특징을 유기적으로 결합한 실시예이다.Next, FIG. 2D is an energy band diagram of the red light emitting device according to the fourth embodiment. The fourth embodiment is an embodiment that organically combines the features of the first to third embodiments described above.
이하, 실시예에 따른 적색 발광소자의 특성을 비교예와 비교하여 설명하기로 한다.Hereinafter, characteristics of the red light emitting device according to the embodiments will be described in comparison with comparative examples.
우선, 도 3은 비교예와 실시예들에 따른 적색 발광소자의 I-V 커브(curve) 데이터이다.3 is I-V curve data of a red light emitting device according to Comparative Examples and Examples.
(제1 실시예)P-
(Embodiment 1)
(제2 실시예)Wide Well
(Second Embodiment)
(제3 실시예)2 step L / B
(Third Embodiment)
표 1은 비교예 대비 제1 실시예 내지 제3 실시예의 Voltage 개선%이다. Table 1 shows the voltage improvement percentages of the first to third embodiments with respect to the comparative example.
표1 및 도 3과 같이, 비교예(Ref) 대비 제1 실시예 내지 제3 실시예 모두 I-V Curve에서 Voltage가 개선되었다.As shown in Table 1 and FIG. 3, the voltage of the I-V curve was improved in all of the first to third embodiments as compared to the comparative example (Ref).
도 4는 비교예와 실시예들에 따른 적색 발광소자의 Thermal Droop 데이터이다.4 is Thermal Droop data of a red light emitting device according to Comparative Examples and Examples.
도 4에서와 같이, 1W 칩(Chip) 패키지(PKG) Thermal Droop과 관련하여, P-AlGaInP 60%(제1 실시예), Wide Well(제2 실시예) 및 2step L/B(제3 실시예)들은 Ref 대비 약1~2.5%의 Thermal Droop이 개선되었다.As shown in FIG. 4, in relation to the 1-W chip package Thermal Droop, P-
(제1 실시예)P-
(Embodiment 1)
(제2 실시예)Wide Well
(Second Embodiment)
(제3 실시예)2 step L / B
(Third Embodiment)
표 2는 1W Chip PKG에서, 약 350mA에서 1000 mA 변화 시 EQE 변화율로서, 비교예(Ref)와 제1 실시예 내지 제3 실시예의 EQE 데이터이다. Table 2 shows the EQE change rate in the 1 W chip PKG at a change of about 350 mA to 1000 mA, and is the EQE data of the comparative example (Ref) and the first to third embodiments.
제1 실시예 내지 제3 실시예의 EQE는 비교예의 EQE에 비해, 약 4% 내지 약 8% 정도 EQE가 개선되었다.The EQEs of the first to third embodiments have improved EQE by about 4% to about 8% as compared with the EQE of the comparative example.
도 5는 비교예와 제4 실시예에 따른 적색 발광소자의 EQE 데이터이다.5 is EQE data of the red light emitting device according to the comparative example and the fourth embodiment.
제4 실시예는 제1 실시예 내지 제3 실시예가 유기적으로 결합된 실시예로서, 비교예 대비 EQE가 상당부분 향상되었음을 확인할 수 있다.The fourth embodiment is an embodiment in which the first to third embodiments are organically combined, and it can be confirmed that the EQE is significantly improved as compared with the comparative example.
도 6은 추가 실시예에 따른 적색 발광소자의 제2 도전형 제5 반도체층(125)의 확대도이다.6 is an enlarged view of a fifth conductive type
상기 제2 도전형 제5 반도체층(125)은 GaP층(125a)/InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b)의 초격자구조를 포함할 수 있다.The second conductive type
상기 제2 도전형 제5 반도체층(125)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 제3 GaP층(125c)을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도전형 도펀트일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The second conductive type
상기 제2 도전형 제5 반도체층(125)에는 제1 농도의 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있으며, 상기 GaP층(125a)에는 상기 제1 농도보다 낮은 농도의 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b)에는 제2 도전형 도펀트가 도핑되지 않을 수 있다.The second conductivity type
예를 들어, 제2 도전형 제5 반도체층(125)에는 약 10X1018 농도의 Mg이 도핑될 수 있으며, GaP층(125a)에는 10X1017 농도의 Mg이 도핑될 수 있고, 상기 InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b)에는 제2 도전형 도펀트가 도핑되지 않을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the second conductivity type
이에 따라, 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125)은 GaP층(125a)/InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b)의 초격자구조를 구비할 수 있고, InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b)은 낮은 에너지 준위를 나타내며, GaP층(125a)은 InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b) 보다는 높은 에너지 준위를 나타낼 수 있다.Accordingly, the second conductive type
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 실시예에 따른 적색 발광소자의 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a red light emitting device according to an embodiment will be described with reference to FIGS.
먼저, 도 7과 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 GaAs, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge 및 Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 기판(105) 위에는 요철 구조(P)가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(105)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.상기 기판(105) 위에는 버퍼층이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 발광구조물(110)의 재료와 기판(105)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. First, the
이후, 상기 기판(105) 또는 상기 버퍼층 상에 반도체 반사층(107)을 형성할 수 있다. Thereafter, the
상기 반도체 반사층(107)은 제1 굴절율을 갖는 제 1굴절층과 제1 굴절율보다 큰 제2 굴절율을 갖는 제2 굴절층을 교대로 1쌍이상 적층하여 초격자층을 형성할 수 있다.The
상기 반도체 반사층(107)은 이후 형성되는 발광구조물(110)과 함께 MOCVD에서 인시튜(in situ)로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
실시예에서 반도체 반사층(107)에서의 반사효과는 광 파동들의 보강간섭에 의해 일어나게 되는데 굴절율이 큰 제2 굴절층이 광이 들어오는 최외각 층에 위치하고, 굴절율이 큰 제2 굴절층의 두께를 굴절율이 작은 제1 굴절층의 두께보다 얇게하여 보강간섭을 더 크게 할 수 있어 반사효과도 더 커지게 되고 광추출효율을 증가시킬 수도 있다.In the embodiment, the reflection effect of the
상기 반도체 반사층(107)은 AlAs층/AlGaAs층을 포함할 수 있고, 상기 반도체 반사층(55)에는 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
다음으로, 이후 상기 반도체 반사층(107) 상에 제1 도전형 제1 반도체층(112), 활성층(114) 및 제2 도전형 제2 반도체층(116)을 포함하는 발광구조물(110)이 형성될 수 있다.Next, a
상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 반도체 화합물, 예를 들어 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)이 n형 반도체층인 경우, n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first conductive type
상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 InxAlyGa1-x-yP (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 또는 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. The first conductive type
상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The first conductive type
상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시 (MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The first
다음으로, 제1 도전형 제1 반도체층(112) 상에 활성층(114)이 형성된다.Next, the
상기 활성층(114)은 제1 도전형 제1 반도체층(112)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 제2 반도체층(116)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. In 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
상기 활성층(114)은 양자우물(114W)/양자벽(114B) 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(114)은 GaInP/AlGaInP, GaP/AlGaP, InGaP/AlGaP, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs, InGaAs/AlGaAs 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.The
한편, 도2b와 같이, 제2 실시예에서의 양자우물(114W2)의 조성은 (AlpGa1-p)qIn1-qP층(단, 0.05≤p≤0.20, 0.4≤q≤0.6)일 수 있다.2B, the quantum well 114W2 in the second embodiment has a composition of (Al p Ga 1-p ) q In 1 -q P layer (where 0.05? P? 0.20, 0.4? Q? 0.6 ).
제2 실시예에서의 양자우물(114W2)은 150A 내지 170 A의 두께로 형성될 수 있다. 제2 실시예에서의 양자우물(114W2)은 양자벽(114B)과 페어(pair)를 형성할 수 있으며, 약 12 페어(pair)로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The quantum well 114W2 in the second embodiment may be formed to a thickness of 150A to 170A. The quantum well 114W2 in the second embodiment may form a pair with the
제2 실시예에 의하면, 종래기술에 비해 활성층에서의 양자우물(114W2)의 두께가 증가하여 활성층 영역에서의 발광 재결합(Radiative Recombination) 증가하여 광 효율이 향상될 수 있다.According to the second embodiment, the thickness of the quantum well 114W2 in the active layer is increased compared to the prior art, and the light efficiency is improved by increasing the light recombination in the active layer region.
또한 도 2c와 같이, 제3 실시예에서 상기 양자벽(114B)은 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116)과 가장 인접한 라스트 양자벽을 포함하며, 상기 라스트 양자벽은 제1 농도 Al 조성인 제1 라스트 양자벽(114B1)과, 상기 제1 농도보다 높은 제2 농도 Al 조성인 제2 라스트 양자벽(114B2)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2C, in the third embodiment, the
상기 상기 라스트 양자벽에서, Al의 조성은 상기 양자우물(114W2)에서 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116)의 방향으로 변할 수 있다.In the last quantum well, the composition of Al may change from the quantum well 114W2 to the direction of the second conductive type
예를 들어, 상기 제2 라스트 양자벽(114B2)은 상기 제1 라스트 양자벽(114B1)에 비해 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116)에 더 인접하게 배치될 수 있다.For example, the second last quantum wall 114B2 may be disposed closer to the second conductive type
예를 들어, 제3 실시예에서 라스트 양자벽은 (Alp1Ga1-p1)q1In1-q1P층(단, 0.60≤p1≤0.80, 0.4≤q1≤0.6)인 제1 라스트 양자벽(114B1)과 (Alp2Ga1-p2)q2In1-q2P층(단, 0.80≤p2≤0.90, 0.4≤q2≤0.6)인 제2 라스트 양자벽(114B2)을 포함할 수 있다. For example, in the third embodiment, the last quantum wall is a first last quantum wall (Al p1 Ga 1-p1 ) q1 In 1-q1 P layer (where 0.60? P1? 0.80, 0.4? Q1? 0.6) 114B1) and a claim may include the 2 last-quantum wall (114B2) (Al Ga 1-p2 p2) q2-q2 1 in P layer (where, 0.80≤p2≤0.90, 0.4≤q2≤0.6).
상기 제1 라스트 양자벽(114B1)과 상기 제2 라스트 양자벽(114B2)은 같은 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The first and second last quantum wells 114B1 and 114B2 may have the same thickness but are not limited thereto.
제3 실시예에 의하면, 상기 라스트 양자벽이 제1 농도 Al 조성인 제1 라스트 양자벽(114B1)과, 상기 제1 농도보다 높은 제2 농도 Al 조성인 제2 라스트 양자벽(114B2)을 포함하는 Al 조성(Composition) 스텝구조 구조로 형성됨으로써 효과적으로 전자(Electron)를 차단하고 막질의 품질(Quality)을 개선할 수 있다.According to the third embodiment, the last quantum wall includes a first last quantum wall 114B1 having a first concentration Al composition and a second last quantum wall 114B2 having a second concentration Al composition higher than the first concentration (Al) composition step structure, thereby effectively blocking electrons and improving the quality of the film quality.
다음으로, 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.Next, the second conductive type
예를 들어, 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116)은 InxAlyGa1-x-yP (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 또는 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116)이 p형 반도체층인 경우, p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.For example, the second conductive type
실시예에서 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 n형 반도체층, 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실시예에서 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 p형 반도체층, 상기 제2 도전형 제2 반도체층(116)은 n형 반도체층으로 구현될 수도 있다.The first conductive type
또한 상기 제2 도전형 제2 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 구현될 수 있다.On the second conductive type
다음으로, 도 8과 같이, 제2 도전형 제2 반도체층(116) 상에 제2 도전형 제3 반도체층(123), 제2 도전형 제4 반도체층(124), 제2 도전형 제5 반도체층(125)이 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 8, a second conductive type
상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)과 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)은 AlGaInP 계열 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제5 반도체층(125)은 제2 농도의 p형 GaP 계열층을 포함할 수 있다.The second conductive type
실시예에 따른 적색 발광소자에게 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)의 Al의 조성은 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)의 Al의 조성보다 낮을 수 있다. The composition of Al of the second conductive type
예를 들어, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)의 조성은 (Alx3Ga1-x3)yIn1-yP층(단, 0.80≤x3≤90, 0.4≤y≤0.6)일 수 있다.For example, the second conductive type
또한 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)의 조성은 (Alx4Ga1-x4)yIn1-yP층(단, 0.50≤x4≤70, 0.4≤y≤0.6)일 수 있다.Also, the composition of the second conductive type
상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)의 밴드갭 에너지는 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)의 밴드갭 에너지보다 작을 수 있다.The band gap energy of the second conductive type
또한 상기 제2 도전형 제4 반도체층(124)의 밴드갭 에너지는 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125)의 밴드갭 에너지보다 클 수 있다.The band gap energy of the second conductive type
실시예는 p-AlGaInP 계열층에서 Al 조성(Composition)을 최적화하여 GaP 막질의 품질(Quality)을 개선할 수 있다.The embodiment can improve the quality of the GaP film quality by optimizing the Al composition in the p- AlGaInP-based layer.
실시예에 의하면, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)과 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125) 사이에 제2 도전형 제4 반도체층(124)을 배치하여 에너지 밴드갭(Energy Band Gap) 버퍼층(buffer Layer) 역할을 할 수 있다. The second conductive type
또한 제1 실시예에 의하면, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)과 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125) 사이에 제2 도전형 제4 반도체층(124)을 배치하여 상기 제2 도전형 제3 반도체층(123)과 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125) 사이의 스트레인(strain) 완화로 발광소자의 품질을 향상시킬 수 있다.According to the first embodiment, the second conductive type
실시예에 의하면, 표1 및 도 3과 같이, 비교예(Ref) 대비 제1 실시예 내지 제3 실시예 모두 I-V Curve에서 Voltage가 개선되었다.According to the embodiment, as shown in Table 1 and FIG. 3, the voltage of the I-V curve was improved in all of the first to third embodiments as compared to the comparative example (Ref).
또한 도 4에서와 같이, 1W 칩(Chip) 패키지(PKG) Thermal Droop과 관련하여, P-AlGaInP 60%(제1 실시예), Wide Well(제2 실시예) 및 2step L/B(제3 실시예)들은 Ref 대비 약1~2.5%의 Thermal Droop이 개선되었다.As shown in FIG. 4, regarding the 1-W chip package Thermal Droop, P-
또한 제1 실시예 내지 제3 실시예의 EQE는 비교예의 EQE에 비해, 약 4% 내지 약 8% 정도 EQE가 개선되었다.In addition, the EQEs of the first to third embodiments have improved EQE by about 4% to about 8% as compared with the EQE of the comparative example.
또한, 제1 실시예 내지 제3 실시예가 유기적으로 결합된 제4 실시예는 비교예 대비 EQE가 상당부분 향상되었음을 확인할 수 있다. In addition, it can be confirmed that the fourth embodiment in which the first to third embodiments are organically combined has a substantial improvement in the EQE compared to the comparative example.
한편, 도 6과 같이, 실시예에서 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125)은 GaP층(125a)/InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b)의 초격자구조를 포함할 수 있다. 6, in the embodiment, the
상기 제2 도전형 제5 반도체층(125)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 제3 GaP층(125c)을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도전형 도펀트일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The second conductive type
상기 제2 도전형 제5 반도체층(125)에는 제1 농도의 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있으며, 상기 GaP층(125a)에는 상기 제1 농도보다 낮은 농도의 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b)에는 제2 도전형 도펀트가 도핑되지 않을 수 있다.The second conductivity type
예를 들어, 제2 도전형 제5 반도체층(125)에는 약 10X1018 농도의 Mg이 도핑될 수 있으며, GaP층(125a)에는 10X1017 농도의 Mg이 도핑될 수 있고, 상기 InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b)에는 제2 도전형 도펀트가 도핑되지 않을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the second conductivity type
이에 따라, 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125)은 GaP층(125a)/InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b)의 초격자구조를 구비할 수 있고, InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b)은 낮은 에너지 준위를 나타내며, GaP층(125a)은 InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b) 보다는 높은 에너지 준위를 나타낼 수 있다.Accordingly, the second conductive type
다음으로, 상기 제2 도전형 제5 반도체층(125) 상에 투광성 전극층(140)이 형성될 수 있다.Next, a light-transmitting
상기 투광성 전극층(140)은 오믹층을 포함할 수 있으며, 정공주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층하여 형성할 수 있다.The
예를 들어, 상기 투광성 전극층(140)은 반도체와 전기적인 접촉인 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 투광성 전극층(140)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 light transmitting
다음으로 도 9와 같이, 상기 투광성 전극층(140) 상에 제2 전극(152)이 형성될 수 있고, 상기 기판(105) 하측에 제1 전극(151)이 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 9, a
상기 제2 전극(152)은 상기 투광성 전극층(140)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(152)은 접촉층(미도시), 중간층(미도시), 상부층(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 접촉층은 Cr, V, W, Ti, Zn 등에서 선택된 물질을 포함하여 오믹 접촉을 구현할 수 있다. 상기 중간층은 Ni, Cu, Al 등에서 선택된 물질로 구현될 수 있다. 상기 상부층은 예컨대 Au를 포함할 수 있다. The
상기 제1 전극(151)는 전도성 금속층일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(151)은 Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
The
도 10은 추가 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a further embodiment.
추가 실시예에 따른 발광소자는 앞서 기술한 실시예의 특징을 채용할 수 있으며, 이하 추가 실시예의 주된 특징 위주로 설명하기로 한다.The light emitting device according to the further embodiment may adopt the features of the above-described embodiments, and will be described below mainly on the main features of the additional embodiments.
추가 실시예에 따른 발광소자는 발광구조물(110) 하측에 제2 전극층(140)이 배치될 수 있다.The
상기 제2 전극층(140)은 제2 오믹층(141), 금속 반사층(142), 본딩층(144), 지지기판(146) 및 하부전극(148)을 포함할 수 있다.The
상기 제2 오믹층(141)은 제2 도전형 제5 반도체층(125)과 부분적으로 접촉할 수 있으며, 제2 오믹층(141) 사이에 무지향성 반사층(132)이 배치될 수 있다.The second
예를 들어, 상기 제2 오믹층(141)은 반도체와 전기적인 접촉인 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 오믹층(141)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 second
상기 무지향성 반사층(132)은 금속계열 반사층(미도시)과 상기 금속계열 반사층 상에 형성된 절연성 저굴절률층(미도시)를 포함한 구조일 수 있다. 상기 금속계열 반사층은 Ag 또는 Al일 수 있으며, 상기 절연성 저굴절률층은 SiO2, Si3N4, MgO과 같은 투명물질일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 금속 반사층(142)은 전기적인 접촉이 우수하며 반사성이 높은 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 반사층(142)은 Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Ag, Ni, Al, Rh, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.The
상기 본딩층(144)은 니켈(Ni), 티탄(Ti), 금(Au) 또는 이들의 합금일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 지지부재(70)는 예를 들어, 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC 등), 구리(Cu), 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni-nickel), 구리-텅스텐(Cu-W), 등을 선택적으로 포함할 수 있다.The support member 70 may be formed of a material such as a carrier wafer (for example, GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC or the like), copper (Cu), gold (Au), copper alloy (Ni-nickel), copper-tungsten (Cu-W), and the like.
상기 하부전극(148)은 Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The
상기 발광구조물(110) 상에는 소정의 광추출 패턴(R)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 제1 반도체층(112) 상면에 건식 또는 습식 식각공정에 의해 러프니스를 형성하여 광추출 패턴(R)을 형성하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.A predetermined light extraction pattern R may be formed on the
상기 제1 도전형 제1 반도체층(112) 상에 패드 전극(174)이 형성될 수 있다.A
실시예는 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112) 상에 제3 오믹층(171)을 개재하여, 가지전극(172)이 형성되고, 상기 가지전극(172) 상에 상기 패드 전극(174)이 형성될 수 있다.A
상기 패드 전극(174)은 상기 제1 도전형 제2 반도체층(112) 및 상기 가지 전극(172)과 동시에 접할 수 있으며, 상기 패드 전극(174)이 상기 제1 도전형 제2 반도체층(112)과 접하는 부분은 쇼키컨택 등으로 인해 오믹컨택이 되지 않아 전류주입률이 낮아 전류확산이 이루어져 광 출력이 향상될 수 있다. The
상기 제3 오믹층(171)은 반도체와 전기적인 접촉인 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 오믹층(171)은 Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf, 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 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.The third
상기 패드 전극(174)과 상기 가지 전극(172)은 Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 발광구조물(110) 상면과 측면에 제1 패시베이션층(160)이 형성될 수 있으며, 상기 패드 전극(174) 측면과 상면의 일부에 제2 패시베이션층(162)이 형성될 수 있다.A
상기 제1 패시베이션층(160), 상기 제2 패시베이션층(162)은 산화물, 질화물 등의 절연물로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
실시예에 따른 적색 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 red light emitting devices according to the embodiments may be arrayed on a substrate in a package form, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, a fluorescent sheet, and the like may be disposed on a path of light emitted from the light emitting device package .
도 11은 실시예들에 따른 적색 발광소자가 설치된 발광소자 패키지(200)를 설명하는 도면이다.11 is a view for explaining a light emitting
실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 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 적색 발광소자(100)와, 형광체(232)를 구비하여 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(240)를 포함할 수 있다.The light emitting
상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 제3 전극층(213)은 와이어(230)에 의해 상기 적색 발광소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 상기 적색 발광소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 적색 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The third electrode layer 213 and the
상기 적색 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 red
실시예에 따른 적색 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 red light emitting device according to the embodiment can 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.
도 112는 실시예에 따른 조명시스템의 분해 사시도이다.112 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.
제1 도전형 제1 반도체층(112); 활성층(114);
제2 도전형 제2 반도체층(116); 제2 도전형 제3 반도체층(123)
제2 도전형 제4 반도체층(124); 제2 도전형 제5 반도체층(125);A first conductive type first semiconductor layer (112); An
A second conductive type second semiconductor layer (116); The second conductive type
A second conductive type fourth semiconductor layer (124); A fifth conductive
Claims (11)
양자우물과 양자벽을 포함하여 상기 제1 도전형 제1 반도체층 상에 배치되는 활성층;
상기 활성층 상에 제2 도전형 제2 반도체층;
상기 제2 도전형 제2 반도체층 상에 제2 도전형 제3 반도체층;
상기 제2 도전형 제3 반도체층 상에 제2 도전형 제4 반도체층;
상기 제2 도전형 제4 반도체층 상에 제2 도전형 제5 반도체층;을 포함하며,
상기 제2 도전형 제3 반도체층과 상기 제2 도전형 제4 반도체층은 AlGaInP 계열 반도체층을 포함하고,
상기 제2 도전형 제4 반도체층의 Al의 조성은
상기 제2 도전형 제3 반도체층의 Al의 조성보다 낮은 적색 발광소자.A first conductive type first semiconductor layer;
An active layer disposed on the first conductive type first semiconductor layer including a quantum well and a quantum wall;
A second conductive type second semiconductor layer on the active layer;
A second conductive type third semiconductor layer on the second conductive type second semiconductor layer;
A second conductive type fourth semiconductor layer on the second conductive type third semiconductor layer;
And a second conductive type fifth semiconductor layer on the second conductive type fourth semiconductor layer,
Wherein the second conductive type third semiconductor layer and the second conductive type fourth semiconductor layer include AlGaInP series semiconductor layers,
The composition of Al of the second conductive type fourth semiconductor layer is
And the composition of Al of the second conductive type third semiconductor layer is lower than that of Al.
상기 제2 도전형 제4 반도체층의 조성은
(Alx4Ga1-x4)yIn1-yP층(단, 0.50≤x4≤70, 0.4≤y≤0.6)인 포함하고,
상기 제2 도전형 제3 반도체층의 조성은
(Alx3Ga1-x3)yIn1-yP층(단, 0.80≤x3≤90, 0.4≤y≤0.6)인 포함하는 적색 발광소자.The method according to claim 1,
The composition of the second conductive type fourth semiconductor layer is
Contains a (Al x4 Ga 1-x4) y In 1-y P layer (where, 0.50≤x4≤70, 0.4≤y≤0.6),
The composition of the second conductive type third semiconductor layer is
(Al x 3 Ga 1 -x 3 ) y In 1-y P layer (where 0.80? X 3? 90, 0.4? Y? 0.6).
상기 제2 도전형 제4 반도체층의 밴드갭 에너지는
상기 제2 도전형 제3 반도체층의 밴드갭 에너지보다 작은 적색 발광소자.The method according to claim 1,
The band gap energy of the second conductive type fourth semiconductor layer is
And the band gap energy of the second conductive type third semiconductor layer is smaller than the band gap energy of the second conductive type third semiconductor layer.
상기 제2 도전형 제4 반도체층의 밴드갭 에너지는
상기 제2 도전형 제5 반도체층의 밴드갭 에너지보다 큰 적색 발광소자.The method according to claim 1,
The band gap energy of the second conductive type fourth semiconductor layer is
And the band gap energy of the fifth conductive type semiconductor layer is larger than the band gap energy of the fifth conductive type semiconductor layer.
상기 양자우물의 조성은
(AlpGa1-p)qIn1-qP층(단, 0.05≤p≤0.20, 0.4≤q≤0.6)인 적색 발광소자.The method according to claim 1,
The composition of the quantum well is
(Al p Ga 1-p ) q In 1 -q P layer (with 0.05? P? 0.20, 0.4? Q? 0.6).
상기 양자우물의 두께는
150A 내지 170 A 인 적색 발광소자.6. The method of claim 5,
The thickness of the quantum well is
150A to 170A.
상기 양자벽은
상기 제2 도전형 제2 반도체층과 가장 인접한 라스트 양자벽을 포함하며,
상기 라스트 양자벽은
제1 농도 Al 조성인 제1 라스트 양자벽과,
상기 제1 농도보다 높은 제2 농도 Al 조성인 제2 라스트 양자벽을 포함하는 적색 발광소자.The method according to claim 1,
The quantum wall
And a last quantum wall nearest to the second conductive type second semiconductor layer,
The last quantum wall
A first last quantum wall having a first concentration Al composition,
And a second last quantum wall having a second concentration Al composition higher than the first concentration.
상기 상기 라스트 양자벽에서,
Al의 조성은 상기 제2 도전형 제2 반도체층의 방향으로 변하는 적색 발광소자.8. The method of claim 7,
In the last quantum wall,
And the composition of Al is changed in the direction of the second conductive type second semiconductor layer.
상기 제2 라스트 양자벽은
상기 제1 라스트 양자벽에 비해 상기 제2 도전형 제2 반도체층에 더 인접하게 배치되는 적색 발광소자.9. The method of claim 8,
The second last quantum wall
Wherein the second conductive type semiconductor layer is disposed closer to the second conductive type second semiconductor layer than the first last quantum wall.
상기 제2 도전형 제5 반도체층은
GaP층(125a)/InxGa1-xP층(단, 0≤x≤1)(125b)의 초격자구조를 포함하는 적색 발광소자.The method according to claim 1,
The second conductive type fifth semiconductor layer
A superlattice structure of a GaP layer 125a / In x Ga 1-x P layer (where 0 ? X? 1) 125b.
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