KR20190111339A - Semiconductor device - Google Patents

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KR20190111339A KR1020180033357A KR20180033357A KR20190111339A KR 20190111339 A KR20190111339 A KR 20190111339A KR 1020180033357 A KR1020180033357 A KR 1020180033357A KR 20180033357 A KR20180033357 A KR 20180033357A KR 20190111339 A KR20190111339 A KR 20190111339A
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문용태
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a semiconductor element comprises: a substrate; a semiconductor structure including a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer arranged on the substrate, and an active layer arranged between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer; an electrode layer arranged to be spaced apart from an edge of an upper surface of the semiconductor structure; and a passivation layer arranged on at least a part of a side surface, an upper surface of the semiconductor structure, and the electrode layer. The semiconductor structure includes a plurality of protrusion regions extended from a lower surface to a lower part of the second conductive semiconductor layer. The passivation layer is in direct contact with the edge of the upper surface of the semiconductor structure.

Description

반도체 소자{SEMICONDUCTOR DEVICE}Semiconductor device {SEMICONDUCTOR DEVICE}

실시 예는 반도체 소자에 관한 것이다.The embodiment relates to a semiconductor device.

반도체 소자 중 발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로서, 주기율 표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 생성될 수 있고 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.Among the semiconductor devices, a light emitting device is a pn junction diode in which electrical energy is converted into light energy. The light emitting device may be formed of compound semiconductors such as group III and group V in the periodic table and by adjusting the composition ratio of the compound semiconductor. Various colors can be realized.

발광소자는 순방향전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 밴드갭 에너지에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 발광소자가 되는 것이다.When the forward voltage is applied, the n-layer electrons and the p-layer holes combine to emit energy corresponding to the bandgap energy of the conduction band and the valence band. Is mainly emitted in the form of heat or light, and emits light in the form of light emitting elements.

예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.For example, nitride semiconductors are receiving great attention in the field of optical devices and high power electronic devices due to their high thermal stability and wide bandgap energy. In particular, blue light emitting devices, green light emitting devices, and ultraviolet light emitting devices using nitride semiconductors are commercially used and widely used.

일반적으로, 질화물 반도체 발광소자는 전극층의 위치에 따라 수평형 타입(Lateral Type) 발광소자와 수직형 타입(Vertical type) 발광소자로 구분할 수 있다.In general, the nitride semiconductor light emitting device may be classified into a horizontal type light emitting device and a vertical type light emitting device according to the position of the electrode layer.

한편, 발광소자는 신뢰성과 장기적 수명을 확보하기 위해 외부 노출면에 패시베이션(passivation)이 증착되는 것이 바람직하다.On the other hand, the passivation (passivation) is preferably deposited on the external exposed surface in order to ensure reliability and long life.

실시 예는 저 전류 영역에서 누설 전류를 최소화하는 반도체 소자를 제공한다.The embodiment provides a semiconductor device which minimizes leakage current in a low current region.

또한, 저전류에서의 광 출력이 향상된 반도체 소자를 제공한다.In addition, the present invention provides a semiconductor device having improved light output at low current.

실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the examples is not limited thereto, and the object or effect that can be grasped from the solution means or the embodiment described below will also be included.

본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자는, 기판; 상기 기판상에 배치되는 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 제 2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 반도체 구조물; 상기 반도체 구조물 상면의 가장자리와 이격되어 배치된 전극층; 및 상기 반도체 구조물의 측면, 상면 및 상기 전극층의 적어도 일부 상에 배치된 패시베이션층; 을 포함하고,상기 반도체 구조물은 상기 제 2 도전형 반도체층의 하면에서 하부로 연장된 복수의 돌출영역;을 포함하고, 상기 패시베이션층은 상기 반도체 구조물 상면의 가장자리와 직접 접촉한다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention, a substrate; A semiconductor structure including a first conductive semiconductor layer disposed on the substrate, a second conductive semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer; An electrode layer spaced apart from an edge of an upper surface of the semiconductor structure; And a passivation layer disposed on at least part of a side surface, an upper surface of the semiconductor structure, and the electrode layer; The semiconductor structure includes a plurality of protrusion regions extending downward from a bottom surface of the second conductive semiconductor layer, and the passivation layer is in direct contact with an edge of an upper surface of the semiconductor structure.

상기 제 2 도전형 반도체층의 너비는 상기 전극층의 너비 보다 클 수 있다.The width of the second conductivity type semiconductor layer may be greater than the width of the electrode layer.

상기 반도체 구조물의 측면과 상기 전극층의 측면은 0.1nm ~ 10μm 범위로 이격될 수 있다.Side surfaces of the semiconductor structure and the side of the electrode layer may be spaced apart in the range 0.1nm ~ 10μm .

상기 제 2 도전형 반도체층은 측면으로부터 내부에 배치된 차단부를 포함할 수 있다.The second conductivity type semiconductor layer may include a blocking part disposed from the side thereof.

상기 차단부의 일측면은 상기 패시베이션층과 직접 맞닿을 수 있다.One side of the blocking portion may directly contact the passivation layer.

상기 차단부의 너비는 0.1nm ~ 10μm 범위를 가질 수 있다.The width of the blocking unit may have a range of 0.1 nm to 10 μm.

상기 차단부는 상기 제 2 도전형 반도체층과 쇼트키 접촉할 수 있다.The blocking portion may be in Schottky contact with the second conductivity type semiconductor layer.

상기 차단부는 상기 제 2 도전형 반도체층 보다 높은 농도로 제 2 도펀트가 과도핑될 수 있다.The blocking portion may be doped with a second dopant at a higher concentration than the second conductivity type semiconductor layer.

상기 차단부의 제 2 도펀트의 도핑 농도는 적어도 1020/cm3 일 수 있다.The doping concentration of the second dopant of the blocking unit may be at least 10 20 / cm 3 .

본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 소자는, 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 제 2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 반도체 구조물; 상기 반도체 구조물 상에 배치된 전극층; 및 상기 반도체 구조물의 측면 및 상기 전극층의 적어도 일부 상에 배치된 패시베이션층; 을 포함하고, 상기 반도체 구조물은 상기 제 2 도전형 반도체층의 하면에서 하부로 연장된 복수의 돌출영역;을 포함하고, 상기 돌출영역에는 제 2 도펀트가 도핑되고, 상기 제 2 도전형 반도체층 및 상기 돌출영역의 도핑 농도는 1019/cm3 ~ 1020/cm3 범위를 갖는다.A semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes a semiconductor including a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer. structure; An electrode layer disposed on the semiconductor structure; And a passivation layer disposed on a side of the semiconductor structure and at least a portion of the electrode layer. The semiconductor structure includes a plurality of protrusion regions extending downward from a lower surface of the second conductivity type semiconductor layer, wherein the protrusion region is doped with a second dopant, and the second conductivity type semiconductor layer and The doping concentration of the protruding region is in the range of 10 19 / cm 3 ~ 10 20 / cm 3 .

실시 예에 따르면, 저 전류 영역에서 누설 전류를 최소화할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to minimize the leakage current in the low current region.

또한, 저전류에서의 광 출력을 향상시킬 수 있다.It is also possible to improve the light output at low current.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more readily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.

도 1은 일반적인 반도체 소자의 단면도이고,
도 2는 패시베이션층 내 과잉 산소에 의한 전자 트랩이 형성되는 과정을 설명하는 예시도이고,
도 3은 도 1의 3을 확대한 확대도이고,
도 4a는 반도체 구조물과 패시베이션층 사이 계면으로부터 일정하게 전자 트랩이 형성된 것을 가정할 시 전자 트랩 밀도 및 도전형 반도체의 도핑 농도에 따른 공핍층의 두께 변화를 나타낸 그래프이며, 도 4b는 반도체 구조물과 패시베이션층 사이 계면으로부터 가우시안 분포에 따라 전자 트랩이 형성된 것을 가정할 시 전자 트랩 밀도 및 도전형 반도체의 도핑 농도에 따른 공핍층의 두께 변화를 나타낸 그래프이고,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이고,
도 7는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이고,
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이다.
1 is a cross-sectional view of a general semiconductor device,
2 is an exemplary diagram illustrating a process of forming an electron trap by excess oxygen in the passivation layer,
3 is an enlarged view illustrating an enlarged view of FIG. 1 3;
FIG. 4A is a graph showing the thickness change of the depletion layer according to the electron trap density and the doping concentration of the conductive semiconductor, assuming that electron traps are formed uniformly from the interface between the semiconductor structure and the passivation layer, and FIG. 4B is a passivation structure with the semiconductor structure. Assuming the electron trap is formed according to the Gaussian distribution from the interface between the layers, it is a graph showing the thickness change of the depletion layer according to the electron trap density and the doping concentration of the conductive semiconductor.
5 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;
6 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
7 is a sectional view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention;
8 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다. The embodiments may be modified in other forms or in various embodiments, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다. Although matters described in a specific embodiment are not described in other embodiments, it may be understood as descriptions related to other embodiments unless there is a description that is contrary to or contradictory to the matters in other embodiments.

예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.For example, if a feature is described for component A in a particular embodiment and a feature for component B in another embodiment, a description that is contrary or contradictory, even if the embodiments in which configuration A and configuration B are combined are not explicitly described. Unless otherwise, it should be understood to fall within the scope of the present invention.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, when one element is described as being formed "on or under" of another element, it is on (up) or down (on). or under) includes both two elements being directly contacted with each other or one or more other elements are formed indirectly between the two elements. In addition, when expressed as "on" or "under", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.

이하에서는 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1은 일반적인 반도체 소자의 단면도이고, 도 2는 패시베이션층 내 과잉 산소에 의한 전자 트랩이 형성되는 과정을 설명하는 예시도이고, 도 3은 도 1의 3을 확대한 확대도이고, 도 4a는 반도체 구조물과 패시베이션층 사이 계면으로부터 일정하게 전자 트랩이 형성된 것을 가정할 시 전자 트랩 밀도 및 도전형 반도체의 도핑 농도에 따른 공핍층의 두께 변화를 나타낸 그래프이며, 도 4b는 반도체 구조물과 패시베이션층 사이 계면으로부터 가우시안 분포에 따라 전자 트랩이 형성된 것을 가정할 시 전자 트랩 밀도 및 도전형 반도체의 도핑 농도에 따른 공핍층의 두께 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a cross-sectional view of a general semiconductor device, FIG. 2 is an exemplary view illustrating a process of forming an electron trap due to excess oxygen in a passivation layer, FIG. 3 is an enlarged view of FIG. 1 enlarged, and FIG. 4A is Assuming a constant electron trap is formed from the interface between the semiconductor structure and the passivation layer, a graph showing the thickness change of the depletion layer according to the electron trap density and the doping concentration of the conductive semiconductor, Figure 4b is an interface between the semiconductor structure and the passivation layer Assuming that electron traps are formed according to a Gaussian distribution from the graph, the thickness of the depletion layer according to the electron trap density and the doping concentration of the conductive semiconductor is shown.

우선, 도 1을 참조하면, 일반적인 반도체 소자(10)는 기판(11), 버퍼층(12), 반도체 구조물(13, 14, 15), 전자 차단층(16), 전극층(17), 패시베이션층(18), 제 1 본딩 패드(19a) 및 제 2 본딩 패드(19b)을 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 1, a general semiconductor device 10 may include a substrate 11, a buffer layer 12, semiconductor structures 13, 14, and 15, an electron blocking layer 16, an electrode layer 17, and a passivation layer ( 18), a first bonding pad 19a and a second bonding pad 19b may be included.

기판(11)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함한다. 기판(11)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼일 수 있다. 기판(11)은 사파이어(Al2O3), GaN, SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The substrate 11 includes a conductive substrate or an insulating substrate. The substrate 11 may be a material or a carrier wafer suitable for growing a semiconductor material. The substrate 11 may be formed of a material selected from sapphire (Al 2 O 3 ), GaN, SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, and Ge, but is not limited thereto.

버퍼층(12)은, 기판(11)과 반도체 구조물(13, 14, 15) 사이의 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 버퍼층(12)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 버퍼층(12) 위에는 언도프드(undoped) 반도체층이 형성될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The buffer layer 12 is intended to mitigate the difference in lattice mismatch and thermal expansion coefficient of the material between the substrate 11 and the semiconductor structures 13, 14, 15. The material of the buffer layer 12 may be formed of at least one of Group III-V compound semiconductors, for example, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, and AlInN. An undoped semiconductor layer may be formed on the buffer layer 12, but is not limited thereto.

반도체 구조물(13, 14, 15)은 기판(11)의 상면에 배치되며, 제 1 도전형 반도체층(13), 제 2 도전형 반도체층(14) 및 활성층(15)을 포함한다. 반도체 구조물(13, 14, 15)은 기판(11)을 절단하는 과정에서 복수 개로 분리될 수 있다.The semiconductor structures 13, 14, and 15 are disposed on an upper surface of the substrate 11 and include a first conductive semiconductor layer 13, a second conductive semiconductor layer 14, and an active layer 15. The semiconductor structures 13, 14, and 15 may be separated into a plurality in the process of cutting the substrate 11.

또한, 제 1 도전형 반도체층(13)의 일부 영역이 메사 식각되어 있는데, 사파이어 기판과 같이 절연성 기판의 하부에 전극을 형성할 수 없기 때문에, 상술한 식각된 영역에 제 1 본딩 패드(19a)를 배치할 수 있다.In addition, although a portion of the first conductivity type semiconductor layer 13 is mesa-etched, the electrode may not be formed under the insulating substrate like the sapphire substrate, and thus, the first bonding pad 19a may be formed in the above-described etched region. Can be placed.

제 1 도전형 반도체층(13)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체일 수 있으며, 제 1 도전형 반도체층(13)에 제 1 도펀트가 도핑 될 수 있다. 제 1 도전형 반도체층(13)은 Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 제 1 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제 1 도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제 1 도펀트가 도핑된 제 1 도전형 반도체층(13)은 n형반도체층일 수 있다.The first conductive semiconductor layer 13 may be a compound semiconductor such as a III-V group or a II-VI group, and the first dopant may be doped into the first conductive semiconductor layer 13. The first conductive semiconductor layer 13 is a semiconductor material having a composition formula of Inx1Aly1Ga1-x1-y1N (0 ≦ x1 ≦ 1, 0 ≦ y1 ≦ 1, 0 ≦ x1 + y1 ≦ 1), for example, GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN and the like can be selected. The first dopant may be an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, or Te. When the first dopant is an n-type dopant, the first conductive semiconductor layer 13 doped with the first dopant may be an n-type semiconductor layer.

제 2 도전형 반도체층(14)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 2 도전형 반도체층(14)에 제 2 도펀트가 도핑 될 수 있다. 제 2 도전형 반도체층(14)은 Inx5Aly2Ga1-x5-y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제 2 도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제 2 도펀트가 도핑된 제 2 도전형 반도체층(14)은 p형 반도체층일 수 있다.The second conductive semiconductor layer 14 may be formed of a compound semiconductor such as a group III-V group or a group II-VI, and a second dopant may be doped into the second conductive semiconductor layer 14. The second conductive semiconductor layer 14 is a semiconductor material having a composition formula of Inx5Aly2Ga1-x5-y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5 + y2≤1) or AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs It may be formed of a material selected from GaAsP, AlGaInP. When the second dopant is a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba, the second conductive semiconductor layer 14 doped with the second dopant may be a p-type semiconductor layer.

활성층(15)과 제 2 도전형 반도체층(14) 사이에는 전자 차단층(EBL)(16) 배치될 수 있다. 전자 차단층(16)은 제 1 도전형 반도체층(13)에서 공급된 전자가 제 2 도전형 반도체층(14)으로 빠져나가는 흐름을 차단하여, 활성층(15) 내에서 전자와 정공이 재결합할 확률을 높일 수 있다.An electron blocking layer (EBL) 16 may be disposed between the active layer 15 and the second conductive semiconductor layer 14. The electron blocking layer 16 blocks the flow of electrons supplied from the first conductivity type semiconductor layer 13 to the second conductivity type semiconductor layer 14, whereby electrons and holes are recombined in the active layer 15. You can increase your chances.

한편, 전자 차단층(16)과 제 2 도전형 반도체층(14)의 경계면에는 복수 개의 리세스(recess, P)가 배치되어 있다. 리세스(P)는 전자 차단층(16)의 표면에 홈이 형성되어 이루어질 수 있고, 상기 홈에 제 2 도전형 반도체층(14)이 삽입될 수 있다.On the other hand, a plurality of recesses (P) are disposed at the interface between the electron blocking layer 16 and the second conductivity-type semiconductor layer 14. The recess P may be formed by forming a groove in the surface of the electron blocking layer 16, and a second conductive semiconductor layer 14 may be inserted into the groove.

리세스(P)는 제 2 도전형 반도체층(14)의 하면에서 전자 차단층(16) 측으로 돌출되도록 배치되는 돌출 영역일 수 있으며, 전자 차단층(16)을 통과하여 활성층(15) 또는 제 1 도전형 반도체층(13)까지 돌출될 수 있다.The recess P may be a protruding region disposed to protrude from the lower surface of the second conductive semiconductor layer 14 toward the electron blocking layer 16. The recess P may pass through the electron blocking layer 16 to form the active layer 15 or the first agent. It may protrude up to the first conductivity type semiconductor layer 13.

리세스(P)가 V-피트(pit) 형상으로 도시되어 있으나, 입체적으로는 원뿔 형상, 다각형 뿔 형상 및 피라미드 형상 등으로 배치될 수 있다.Although the recess P is illustrated in a V-pit shape, it may be three-dimensionally arranged in a conical shape, a polygonal horn shape, a pyramid shape, or the like.

이하에서는 설명의 편의를 위해 리세스(P)를 V-피트(P)으로 설명한다.Hereinafter, the recesses P will be described as V-pits P for convenience of explanation.

한편, 제 2 도전형 반도체층(14)과 접촉하는 전자 차단층(16)의 표면에 V-피트(P)가 형성되면, V-피트(P)를 통하여 정공(H)이 전자 차단층(16)을 통하여 활성층(15)으로 진행하는 횟수가 증가할 수 있다. 즉, V-피트(P) 내로 진입한 정공(H)은 활성층(15)까지의 사이에 배치된 전자 차단층(16)의 두께가 얇거나 존재하지 않으므로 이동이 용이할 수 있다.On the other hand, when the V-pit P is formed on the surface of the electron blocking layer 16 in contact with the second conductivity-type semiconductor layer 14, the hole H is formed through the V-pit P. 16, the number of times to advance to the active layer 15 may increase. That is, the hole H entering the V-pit P may be easily moved since the thickness of the electron blocking layer 16 disposed between the active layers 15 is thin or does not exist.

다만, 제 2 도전형 반도체층(14)는 V-피트(P)를 통해 체적이 확장될 수 있으며, 이에 따라 제 2 도전형 반도체층(14)과 V-피트(P)에 도핑된 제 2 도펀트의 도핑 밀도는 저하될 수 있다.However, the volume of the second conductive semiconductor layer 14 may extend through the V-pit P, and thus, the second doped semiconductor layer 14 and the V-pit P are doped. Doping density of the dopant may be lowered.

활성층(15)은 제 1 도전형 반도체층(13)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)과 제 2 도전형 반도체층(14)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(15)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다. 본 실시 예에서 발광 파장에는 제한이 없다.The active layer 15 is a layer where electrons (or holes) injected through the first conductive semiconductor layer 13 meet holes (or electrons) injected through the second conductive semiconductor layer 14. The active layer 15 may transition to a low energy level as electrons and holes recombine, and may generate light having a corresponding wavelength. There is no restriction on the emission wavelength in this embodiment.

활성층(15)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(15)의 구조는 이에 한정하지 않는다.The active layer 15 may have one of a single well structure, a multi well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, or a quantum line structure, and the active layer 15 The structure of is not limited to this.

반도체 구조물(13, 14, 15)은 제 2 도전형 반도체층(14)과 활성층(15)을 관통하여 제 1 도전형 반도체층(13)이 노출되도록 메사 식각될 수 있다. 메사 식각에 의해 제 1 도전형 반도체층(13)도 일부 식각될 수 있다. 식각 영역에는 제 1 본딩 패드(19a)가 배치되어 제 1 도전형 반도체층(13)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 도전형 반도체층(14)의 상부에는 제 2 본딩 패드(131)가 배치될 수 있다.The semiconductor structures 13, 14, and 15 may be mesa-etched to expose the first conductive semiconductor layer 13 through the second conductive semiconductor layer 14 and the active layer 15. The first conductive semiconductor layer 13 may also be partially etched by mesa etching. The first bonding pads 19a may be disposed in the etching region to be electrically connected to the first conductive semiconductor layer 13. A second bonding pad 131 may be disposed on the second conductive semiconductor layer 14.

전자 차단층(16) 전체의 두께(t)는 40nm 내지 60nm일 수 있는데, 두께(t)가 너무 얇으면 활성층(15)으로부터 진입하는 전자의 차단이 어렵고, 두께(t)가 너무 두꺼우면 제 2 도전형 반도체층(14)으로부터 진입하는 정공의 이동에 장애가 될 수 있다. 바람직하게 제 2 도전형 반도체층(136)은 약 40 나노미터의 두께일 수 있다.The thickness t of the entire electron blocking layer 16 may be 40 nm to 60 nm. If the thickness t is too thin, it is difficult to block electrons entering the active layer 15, and if the thickness t is too thick, The movement of holes entering from the two-conductive semiconductor layer 14 may be an obstacle. Preferably, the second conductivity type semiconductor layer 136 may be about 40 nanometers thick.

전극층(17)은 제 2 도전형 반도체층(14) 상에 배치되며, 약 200 옹스트롱의 두께일 수 있다. 전극층(17)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, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 화합물 또는 합금 중에서 선택되며, 적어도 한 층으로 형성될 수 있다.The electrode layer 17 is disposed on the second conductivity type semiconductor layer 14 and may be about 200 angstroms thick. The electrode layer 17 may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), and indium gallium tin oxide (IGTO). , Aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), gallium zinc oxide (GZO), IZO (IZO Nitride), AGZO (Al-Ga ZnO), IGZO (In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, and Ni / IrOx / Au / ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au , Hf, and optional compounds or alloys thereof, and may be formed in at least one layer.

전극층(17)은 오믹층의 역할을 수행하는 투광 전극층으로 구성되는 것이 바람직하며, 두께가 두꺼우면 광 흡수가 야기될 수 있으므로 얇을수록 바람직하다. The electrode layer 17 is preferably composed of a light transmitting electrode layer serving as an ohmic layer, and a thinner thickness is preferable because a thicker thickness may cause light absorption.

패시베이션층(18)은 반도체 구조물(13, 14, 15)의 측면과 전극층(17)의 상면을 덮어 전체적으로 커버한다. 패시베이션층(18)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 및 황화물 중 적어도 하나로 형성된 절연물질 또는 절연성 수지를 포함할 수 있다. 패시베이션층(18)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 한편, 패시베이션층(18)은 SiO2로 구성되는 것이 바람직하다.The passivation layer 18 covers the side surfaces of the semiconductor structures 13, 14, and 15 and the top surface of the electrode layer 17 to cover the entire surface. The passivation layer 18 may include an insulating material or an insulating resin formed of at least one of an oxide, nitride, fluoride, and sulfide having at least one of Al, Cr, Si, Ti, Zn, and Zr. The passivation layer 18 may be selectively formed from, for example, SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , TiO 2 . On the other hand, the passivation layer 18 is preferably composed of SiO 2 .

또한, 패시베이션층(18)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.In addition, the passivation layer 18 may be formed as a single layer or multiple layers, but is not limited thereto.

제 1 본딩 패드(19a)는 패시베이션층(18)에서 노출된 제 1 도전형 반도체층(13)과 접속되며, 제 2 본딩 패드(19b)는 패시베이션층(18)에서 노출된 전극층(17)과 접속될 수 있다.The first bonding pad 19a is connected to the first conductive semiconductor layer 13 exposed from the passivation layer 18, and the second bonding pad 19b is connected to the electrode layer 17 exposed from the passivation layer 18. Can be connected.

제 1 본딩 패드(19a)는 메사 식각에 의해 노출되는 제 1 도전형 반도체층(13)과 전기적으로 연결될 수 있다.The first bonding pads 19a may be electrically connected to the first conductive semiconductor layer 13 exposed by mesa etching.

제 1 본딩 패드(19a) 및 제 2 본딩 패드(19b) 각각은 전기적 전도성을 갖는 금속 물질을 포함할 수 있으며, Ti, Ni, 또는 Au 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.Each of the first bonding pads 19a and the second bonding pads 19b may include a metal material having electrical conductivity, and may include at least one of Ti, Ni, or Au, but embodiments are not limited thereto. Do not.

한편, 도 2 내지 도 4b를 참조하면, 패시베이션층(18)로 구성되는 SiO2에는 비가교 산소(non-bridging-oxygen, NBO) 등과 같은 전자 트랩이 형성될 수 있다. 이러한 전자 트랩은 패시베이션층(18)의 밴드갭 내에 넓게 포진할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 2 to 4B, an electron trap such as non-bridging-oxygen (NBO) may be formed in SiO 2 formed of the passivation layer 18. Such electron traps may widen within the bandgap of the passivation layer 18.

여기서, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 반도체 구조물(13, 14, 15)과 패시베이션층(18) 사이 계면으로부터 일정하게 전자 트랩이 형성된 것을 가정한 경우와, 반도체 구조물(13, 14, 15)과 패시베이션층(18) 사이 계면 근처에 가우시안 분포에 따라 전자 트랩이 형성된 것을 가정한 경우는 유사한 결과를 나타낸다.Here, referring to FIGS. 4A and 4B, it is assumed that an electron trap is uniformly formed from an interface between the semiconductor structures 13, 14 and 15 and the passivation layer 18, and the semiconductor structures 13, 14 and 15. Assuming that an electron trap is formed according to the Gaussian distribution near the interface between the and passivation layer 18 shows similar results.

이러한 전자 트랩을 통해, 패시베이션층(18) 내부는 복수의 양전하(Positive Charge)를 형성하게 된다.Through the electron trap, the passivation layer 18 forms a plurality of positive charges.

패시베이션층(18) 내부의 양전하는 인접한 제 2 도전형 반도체층(14)의 계면에서 정공(H)을 밀어낼 수 있다.The positive charge in the passivation layer 18 may push out the holes H at the interface of the adjacent second conductive semiconductor layer 14.

이로써, 패시베이션층(18)과 제 2 도전형 반도체층(14)의 계면으로부터, 제 2 도전형 반도체층(14)의 내측 방향으로 정공(H)이 이동한 공핍 영역(A)이 형성될 수 있다.As a result, the depletion region A in which the hole H moves in the inward direction of the second conductivity-type semiconductor layer 14 may be formed from the interface between the passivation layer 18 and the second conductivity-type semiconductor layer 14. have.

또한, 제 2 도전형 반도체층(14)은 패시베이션층(18)의 경계면을 따라 형성된 공핍 영역(A)을 제외한 영역에 정공 영역(B)을 형성할 수 있다.In addition, the second conductivity-type semiconductor layer 14 may form a hole region B in a region other than the depletion region A formed along the interface of the passivation layer 18.

한편, 제 2 도전형 반도체층(14)의 공핍 영역(A)은 제 1 폭(W1)을 가질 수 있다.Meanwhile, the depletion region A of the second conductivity type semiconductor layer 14 may have a first width W1.

도 4a 및 도 4b에서 그래프의 박스에 기재된 사항은 제 2 도전형 반도체층(14)에서 제 2 도펀트의 도핑 농도를 나타낸다.In FIG. 4A and FIG. 4B, the matters indicated in the box of the graph indicate the doping concentration of the second dopant in the second conductivity-type semiconductor layer 14.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 2 도펀트의 도핑 농도에 따라 공핍 영역(A)의 제 1 폭(W1)이 가변 될 수 있다.As shown in FIGS. 4A and 4B, the first width W1 of the depletion region A may vary according to the doping concentration of the second dopant.

예를 들어, 제 2 도전형 반도체층(14)에서 제 2 도펀트의 도핑 농도가 증가함에 따라 공핍 영역(A)의 제 1 폭(W1)은 감소하며, 반대로, 제 2 도펀트의 도핑 농도가 감소함에 따라 공핍 영역(A)의 제 1 폭(W1)은 증가할 수 있다.For example, as the doping concentration of the second dopant in the second conductivity type semiconductor layer 14 increases, the first width W1 of the depletion region A decreases, and conversely, the doping concentration of the second dopant decreases. As a result, the first width W1 of the depletion region A may increase.

여기서, 상술한 바와 같이, 제 2 도전형 반도체층(14)은 V-피트(P)를 통해 체적이 확장되어 도핑된 제 2 도펀트의 도핑 밀도가 저하될 수 있으므로, 정공(H)의 이동성이 향상될 수 있으며, 이를 통해 공핍 영역(A)의 제 1 폭(W1)이 감소할 수 있다.Here, as described above, since the second conductive semiconductor layer 14 has a volume expanded through the V-pit P, the doping density of the doped second dopant may decrease, so that mobility of the holes H may be reduced. The first width W1 of the depletion region A may be reduced.

한편, 제 1 폭(W1)은 제 1 본딩 패드(19a) 및 제 2 본딩 패드(19b)에 인가되는 전류에 따라 가변 될 수 있다.Meanwhile, the first width W1 may vary depending on the current applied to the first bonding pads 19a and the second bonding pads 19b.

예를 들어, 제 1 본딩 패드(19a) 및 제 2 본딩 패드(19b)에 인가되는 전류가 고전류인 경우, 제 2 도전형 반도체층(14)에 인가되는 전류가 정공(H)을 외측으로 밀어낼 수 있어 공핍 영역(A)의 제 1 폭(W1)이 줄어 들거나, 제거될 수 있다.For example, when the current applied to the first bonding pad 19a and the second bonding pad 19b is a high current, the current applied to the second conductive semiconductor layer 14 pushes the holes H outward. The first width W1 of the depletion region A may be reduced or eliminated.

반면에, 제 1 본딩 패드(19a) 및 제 2 본딩 패드(19b)에 인가되는 전류가 저전류인 경우, 전류가 정공(H)을 외측으로 밀어내는 힘보다 패시베이션층(18)의 양전하가 정공(H)을 제 2 도전형 반도체층(14) 내부로 밀어내는 힘이 크게 작용하여 공핍 영역(A)의 제 1 폭(W1)이 커질 수 있다.On the other hand, when the current applied to the first bonding pads 19a and the second bonding pads 19b is a low current, the positive charge of the passivation layer 18 is greater than that of the current pushing the holes H outward. A force for pushing (H) into the second conductivity-type semiconductor layer 14 may act largely to increase the first width W1 of the depletion region A. FIG.

여기서, 제 2 도전형 반도체층(14)의 공핍 영역(A)은 제 1 본딩 패드(19a)에서 제 2 본딩 패드(19b)로 전류가 직접 이동될 수 있는 전류 경로(path)를 제공할 수 있어, 누설 전류(LC, leakage current)가 발생할 수 있다.Here, the depletion region A of the second conductivity type semiconductor layer 14 may provide a current path through which current can be directly transferred from the first bonding pad 19a to the second bonding pad 19b. Therefore, leakage current (LC) may occur.

이하에서는 도 5를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자를 설명한다.Hereinafter, a semiconductor device according to a first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a first exemplary embodiment of the present invention.

여기서, 도 5를 참조하면, 도 1에 도시된 반도체 소자의 구성에 비해 제 2 도전형 반도체층(140), 전극층(170), 패시베이션(180) 및 제 1 차단 영역(C1)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 차별되는 제 2 도전형 반도체층(140), 전극층(170), 패시베이션(180) 및 제 1 차단 영역(C1)의 구성에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.5, the configuration of the second conductivity-type semiconductor layer 140, the electrode layer 170, the passivation 180, and the first blocking region C1 is different from that of the semiconductor device illustrated in FIG. 1. Therefore, hereinafter, only the configuration of the second conductive semiconductor layer 140, the electrode layer 170, the passivation 180, and the first blocking region C1 that are differentiated will be described in detail, and reference numerals overlapping the same configurations will be described in detail. Description is omitted.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자(100)는 기판(11), 버퍼층(12), 반도체 구조물(13, 140, 15), 전자 차단층(16), 전극층(170), 패시베이션층(180), 제 1 본딩 패드(19a) 및 제 2 본딩 패드(19b)을 포함할 수 있다.The semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention may include a substrate 11, a buffer layer 12, semiconductor structures 13, 140, and 15, an electron blocking layer 16, an electrode layer 170, and a passivation layer ( 180, the first bonding pads 19a and the second bonding pads 19b may be included.

반도체 구조물(13, 140, 15)은 기판(11)의 상면에 배치되며, 제 1 도전형 반도체층(13), 제 2 도전형 반도체층(140) 및 활성층(15)을 포함한다. 반도체 구조물(13, 140, 15)은 기판(11)을 절단하는 과정에서 복수 개로 분리될 수 있다.The semiconductor structures 13, 140, and 15 are disposed on the top surface of the substrate 11 and include a first conductive semiconductor layer 13, a second conductive semiconductor layer 140, and an active layer 15. The semiconductor structures 13, 140, and 15 may be separated into a plurality in the process of cutting the substrate 11.

한편, 제 2 도전형 반도체층(140)과 접촉하는 전자 차단층(16)의 표면에 V-피트(P)가 형성될 수 있다. 이를 통해, V-피트(P)를 통하여 정공(H)이 전자 차단층(16)을 통하여 활성층(15)으로 진행하는 횟수가 증가할 수 있다. 즉, V-피트(P) 내로 진입한 정공(H)은 활성층(15)까지의 사이에 배치된 전자 차단층(16)의 두께가 얇거나 존재하지 않으므로 이동이 용이할 수 있다.The V-pit P may be formed on the surface of the electron blocking layer 16 in contact with the second conductivity-type semiconductor layer 140. Through this, the number of times that the hole H passes through the electron blocking layer 16 through the V-pit P to the active layer 15 may increase. That is, the hole H entering the V-pit P may be easily moved since the thickness of the electron blocking layer 16 disposed between the active layers 15 is thin or does not exist.

다만, 제 2 도전형 반도체층(140)는 V-피트(P)를 통해 체적이 확장될 수 있으며, 이에 따라 제 2 도전형 반도체층(140)과 V-피트(P)에 도핑된 제 2 도펀트의 도핑 밀도는 저하될 수 있어 상술한 공핍 영역(A)의 폭이 증가될 수 있다.However, the volume of the second conductive semiconductor layer 140 may extend through the V-pit P, and accordingly, the second doped semiconductor layer 140 and the V-pit P are doped. The doping density of the dopant may be lowered to increase the width of the depletion region A described above.

제 2 도전형 반도체층(140)은 패시베이션층(180) 내부의 양전하로 인해 패시베이션층(180)과 제 2 도전형 반도체층(140)의 계면으로부터 제 2 도전형 반도체층(140)의 내측 방향으로 정공(H)이 이동한 공핍 영역(A)을 포함할 수 있다.The second conductive semiconductor layer 140 is inward from the interface between the passivation layer 180 and the second conductive semiconductor layer 140 due to the positive charge in the passivation layer 180. As a result, the hole H may include the depletion region A in which the hole H is moved.

또한, 제 2 도전형 반도체층(140)은 패시베이션층(180)의 경계면을 따라 형성된 공핍 영역(A)을 제외한 영역인 정공 영역(B)을 포함할 수 있다.In addition, the second conductivity-type semiconductor layer 140 may include a hole region B, which is a region other than the depletion region A formed along the interface of the passivation layer 180.

상술한 바와 같이 제 2 도전형 반도체층(140)의 공핍 영역(A)은 제 2 도펀트의 도핑 농도 또는 인가되는 전류에 따라 가변 되는 제 1 폭을 가질 수 있다.As described above, the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 140 may have a first width that varies according to the doping concentration of the second dopant or the applied current.

전극층(170)은 제 2 도전형 반도체층(140) 상에 배치된다. 전극층(170)은 오믹층의 역할을 수행하는 투광 전극층으로 구성되는 것이 바람직하며, 두께가 두꺼우면 광 흡수가 야기될 수 있으므로 얇을수록 바람직하다.The electrode layer 170 is disposed on the second conductivity type semiconductor layer 140. The electrode layer 170 is preferably composed of a translucent electrode layer that serves as an ohmic layer, and a thinner thickness is preferable because a thicker thickness may cause light absorption.

여기서, 전극층(170)은 제 2 도전형 반도체층(140)의 폭에 비해 작은 폭을 가질 수 있다.Here, the electrode layer 170 may have a smaller width than the width of the second conductive semiconductor layer 140.

즉, 전극층(170)의 측면은 제 2 도전형 반도체층(140)의 측면과 이격될 수 있다.That is, the side surface of the electrode layer 170 may be spaced apart from the side surface of the second conductivity type semiconductor layer 140.

전극층(170)의 측면은 제 2 도전형 반도체층(140)의 측면의 이격 영역은 제 1 차단 영역(C1)을 형성할 수 있다.Side surfaces of the electrode layer 170 may be spaced apart from the side surfaces of the second conductivity-type semiconductor layer 140 to form a first blocking region C1.

실질적으로 제 1 차단 영역(C1)은 전극층(170)의 측면과 제 2 도전형 반도체층(140)의 측면이 이격되는 영역으로, 제 2 도전형 반도체층(140)의 공핍 영역(A)을 통해 흐를 수 있는 누설 전류를 차단하는 역할을 수행할 수 있다.Substantially, the first blocking region C1 is a region where the side surface of the electrode layer 170 and the side surface of the second conductive semiconductor layer 140 are separated from each other, and the depletion region A of the second conductive semiconductor layer 140 is separated. It can serve to block leakage current that can flow through.

제 1 차단 영역(C1)은 제 2 폭(W2)을 가질 수 있다. 즉, 전극층(170)의 측면은 제 2 도전형 반도체층(140)의 측면과 제 2 폭(W2)으로 이격될 수 있다.The first blocking region C1 may have a second width W2. That is, the side surface of the electrode layer 170 may be spaced apart from the side surface of the second conductivity type semiconductor layer 140 by the second width W2.

제 2 폭(W2)은 0.1nm 내지 10μm 범위로 설정될 수 있다. 바람직하게 제 2 폭(W2)은 제 2 도전형 반도체층(140)의 공핍 영역(A)의 제 1 폭과 동일할 수 있다.The second width W2 may be set in a range of 0.1 nm to 10 μm. Preferably, the second width W2 may be equal to the first width of the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 140.

여기서, 제 2 폭(W2)이 0.1nm이하인 경우, 제 2 도전형 반도체층(140)의 공핍 영역(A)을 통해 흐르는 누설 전류가 전극층(170)을 통하여 외부로 누설되어 누설 전류 차단 효과를 기대할 수 없다. 반면에 제 2 폭(W2)이 10μm 이상인 경우, 필요 이상으로 전극층(170)의 폭이 축소되며, 이는 의도치 않게 최종적으로 반도체 소자(100)의 발광 영역의 축소를 야기할 수 있다.Here, when the second width W2 is 0.1 nm or less, a leakage current flowing through the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 140 leaks to the outside through the electrode layer 170 to block leakage current. Can't expect On the other hand, when the second width W2 is 10 μm or more, the width of the electrode layer 170 is reduced more than necessary, which may inadvertently reduce the light emitting area of the semiconductor device 100.

패시베이션층(180)은 반도체 구조물(13, 140, 15)의 측면과 전극층(170)의 상면을 덮어 전체적으로 커버한다.The passivation layer 180 covers the side surfaces of the semiconductor structures 13, 140, and 15 and the top surface of the electrode layer 170 to cover the entire surface.

상술한 바와 같이, 패시베이션층(180)으로 구성되는 SiO2에는 비가교 산소(non-bridging-oxygen, NBO) 등과 같은 복수의 전자 트랩이 형성될 수 있으며, 이러한 전자 트랩은 패시베이션층(180)의 밴드갭 내에 넓게 포진할 수 있다.As described above, a plurality of electron traps, such as non-bridging-oxygen (NBO), may be formed in SiO 2 formed of the passivation layer 180, and the electron trap may be formed in the passivation layer 180. It can spread widely within the bandgap.

이러한 전자 트랩을 통해, 패시베이션층(180) 내부는 복수의 양전하(Positive Charge)를 형성하게 되며, 패시베이션층(180) 내부의 양전하는 인접한 제 2 도전형 반도체층(140)의 계면에서 정공(H)을 밀어 공핍 영역(A)을 형성할 수 있다.Through the electron trap, the inside of the passivation layer 180 forms a plurality of positive charges, and the positive charges in the passivation layer 180 are formed at the interface of the adjacent second conductive semiconductor layer 140. ) To form a depletion region (A).

이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자를 설명한다.Hereinafter, a semiconductor device according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

여기서, 도 6을 참조하면, 도 1에 도시된 반도체 소자의 구성에 비해 제 2 도전형 반도체층(240), 차단부(290) 및 제 2 차단 영역(C2)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 차별되는 제 2 도전형 반도체층(240), 차단부(290) 및 제 2 차단 영역(C2)의 구성에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.6, the configuration of the second conductive semiconductor layer 240, the blocking unit 290, and the second blocking region C2 is different from that of the semiconductor device illustrated in FIG. 1. Only the configuration of the second conductive semiconductor layer 240, the blocking portion 290, and the second blocking region C2 that are differentiated will be described in detail, and detailed description of the same reference numerals will be omitted.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자(200)는 기판(11), 버퍼층(12), 반도체 구조물(13, 240, 15), 전자 차단층(16), 전극층(17), 패시베이션층(18), 제 1 본딩 패드(19a) 및 제 2 본딩 패드(19b)을 포함할 수 있다.The semiconductor device 200 according to the second embodiment of the present invention may include a substrate 11, a buffer layer 12, semiconductor structures 13, 240, and 15, an electron blocking layer 16, an electrode layer 17, and a passivation layer ( 18), a first bonding pad 19a and a second bonding pad 19b may be included.

반도체 구조물(13, 240, 15)은 기판(11)의 상면에 배치되며, 제 1 도전형 반도체층(13), 제 2 도전형 반도체층(240) 및 활성층(15)을 포함한다. 반도체 구조물(13, 240, 15)은 기판(11)을 절단하는 과정에서 복수 개로 분리될 수 있다.The semiconductor structures 13, 240, and 15 are disposed on the top surface of the substrate 11 and include a first conductive semiconductor layer 13, a second conductive semiconductor layer 240, and an active layer 15. The semiconductor structures 13, 240, and 15 may be separated into a plurality in the process of cutting the substrate 11.

한편, 제 2 도전형 반도체층(240)과 접촉하는 전자 차단층(16)의 표면에 V-피트(P)가 형성될 수 있다. 이를 통해, V-피트(P)를 통하여 정공(H)이 전자 차단층(16)을 통하여 활성층(15)으로 진행하는 횟수가 증가할 수 있다. 즉, V-피트(P) 내로 진입한 정공(H)은 활성층(15)까지의 사이에 배치된 전자 차단층(16)의 두께가 얇거나 존재하지 않으므로 이동이 용이할 수 있다.The V-pit P may be formed on the surface of the electron blocking layer 16 in contact with the second conductivity-type semiconductor layer 240. Through this, the number of times that the hole H passes through the electron blocking layer 16 through the V-pit P to the active layer 15 may increase. That is, the hole H entering the V-pit P may be easily moved since the thickness of the electron blocking layer 16 disposed between the active layers 15 is thin or does not exist.

다만, 제 2 도전형 반도체층(240)는 V-피트(P)를 통해 체적이 확장될 수 있으며, 이에 따라 제 2 도전형 반도체층(240)과 V-피트(P)에 도핑된 제 2 도펀트의 도핑 밀도는 저하될 수 있어 상술한 공핍 영역(A)의 폭이 증가될 수 있다.However, the volume of the second conductive semiconductor layer 240 may be extended through the V-pit P, and accordingly, the second doped semiconductor layer 240 and the V-pit P are doped. The doping density of the dopant may be lowered to increase the width of the depletion region A described above.

제 2 도전형 반도체층(240)은 패시베이션층(18) 내부의 양전하로 인해 패시베이션층(18)과 제 2 도전형 반도체층(240)의 계면으로부터 제 2 도전형 반도체층(240)의 내측 방향으로 정공(H)이 이동한 공핍 영역(A)을 포함할 수 있다.The second conductive semiconductor layer 240 is inward from the interface between the passivation layer 18 and the second conductive semiconductor layer 240 due to the positive charge in the passivation layer 18. As a result, the hole H may include the depletion region A in which the hole H is moved.

또한, 제 2 도전형 반도체층(240)은 패시베이션층(18)의 경계면을 따라 형성된 공핍 영역(A)을 제외한 영역인 정공 영역(B)을 포함할 수 있다.In addition, the second conductivity-type semiconductor layer 240 may include a hole region B, which is a region other than the depletion region A formed along the interface of the passivation layer 18.

상술한 바와 같이 제 2 도전형 반도체층(240)의 공핍 영역(A)은 제 2 도펀트의 도핑 농도 또는 인가되는 전류에 따라 가변 되는 제 1 폭을 가질 수 있다.As described above, the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 240 may have a first width that varies according to the doping concentration of the second dopant or the applied current.

전극층(17)은 제 2 도전형 반도체층(240) 상에 배치된다. 전극층(17)은 오믹층의 역할을 수행하는 투광 전극층으로 구성되는 것이 바람직하며, 두께가 두꺼우면 광 흡수가 야기될 수 있으므로 얇을수록 바람직하다.The electrode layer 17 is disposed on the second conductivity type semiconductor layer 240. The electrode layer 17 is preferably composed of a light transmitting electrode layer serving as an ohmic layer, and a thinner thickness is preferable because a thicker thickness may cause light absorption.

여기서, 전극층(17)은 제 2 도전형 반도체층(240)의 폭과 동일할 수 있다. 한편, 도 5에 도시된 바와 같이 전극층(17)의 폭은 제 2 도전형 반도체층(240)의 폭에 비해 작은 폭을 가질 수 있다.Here, the electrode layer 17 may be equal to the width of the second conductivity-type semiconductor layer 240. Meanwhile, as illustrated in FIG. 5, the width of the electrode layer 17 may have a smaller width than the width of the second conductive semiconductor layer 240.

차단부(290)는 제 2 도전형 반도체층(240)과 전극층(17)의 계면에 배치될 수 있다. 여기서, 차단부(290)는 일측면이 패시베이션층(18)에 직접 맞닿도록 배치될 수 있다.The blocking part 290 may be disposed at an interface between the second conductivity-type semiconductor layer 240 and the electrode layer 17. Here, the blocking part 290 may be disposed such that one side thereof directly contacts the passivation layer 18.

차단부(290)는 제 2 도전형 반도체층(240)의 공핍 영역(A)에 배치될 수 있으며, 차단부(290)는 제 2 도전형 반도체층(240)과 쇼트키 접촉할 수 있다.The blocking unit 290 may be disposed in the depletion region A of the second conductive semiconductor layer 240, and the blocking unit 290 may be in Schottky contact with the second conductive semiconductor layer 240.

이때 차단부(290)는 제 2 도전형 반도체층(240)과 쇼트키 접촉하는 부분으로는 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있기 때문에, 쇼트키 접촉 부분은 제 2 차단 영역(C2)을 형성할 수 있다.In this case, since the blocking portion 290 may block the flow of current to the portion where the schottky contact is made with the second conductive semiconductor layer 240, the schottky contact portion may form the second blocking region C2. .

실질적으로 제 2 차단 영역(C2)은 차단부(290)의 배치 영역으로, 제 2 도전형 반도체층(240)의 공핍 영역(A)을 통해 흐를 수 있는 누설 전류가 전극층(17)으로 흐르는 것을 차단하는 역할을 수행할 수 있다.Substantially, the second blocking region C2 is an arrangement region of the blocking portion 290, and indicates that leakage current that can flow through the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 240 flows to the electrode layer 17. Can play a role of blocking.

제 2 차단 영역(C2)은 제 3 폭(W3)을 가질 수 있다. 즉, 차단부(290)는 제 3 폭(W3)을 가질 수 있다.The second blocking region C2 may have a third width W3. That is, the blocking part 290 may have a third width W3.

제 3 폭(W3)은 0.1nm 내지 10μm 범위로 설정될 수 있다. 바람직하게 제 3 폭(W3)은 제 2 도전형 반도체층(240)의 공핍 영역(A)의 제 1 폭과 동일할 수 있다.The third width W3 may be set in a range of 0.1 nm to 10 μm. Preferably, the third width W3 may be equal to the first width of the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 240.

여기서, 제 3 폭(W3)이 0.1nm이하인 경우, 제 2 도전형 반도체층(240)의 공핍 영역(A)을 통해 흐르는 누설 전류가 전극층(17)을 통하여 외부로 누설되어 누설 전류 차단 효과를 기대할 수 없다. 반면에 제 3 폭(W3)이 10μm 이상인 경우, 필요 이상으로 전극층(17)의 폭이 축소되며, 이는 의도치 않게 최종적으로 반도체 소자(200)의 발광 영역의 축소를 야기할 수 있다.Here, when the third width W3 is 0.1 nm or less, leakage current flowing through the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 240 leaks to the outside through the electrode layer 17, thereby preventing leakage current. Can't expect On the other hand, when the third width W3 is 10 μm or more, the width of the electrode layer 17 is reduced more than necessary, which may inadvertently reduce the emission area of the semiconductor device 200.

패시베이션층(18)은 반도체 구조물(13, 240, 15)의 측면과 전극층(17)의 상면을 덮어 전체적으로 커버한다.The passivation layer 18 covers the side surfaces of the semiconductor structures 13, 240, and 15 and the top surface of the electrode layer 17 to cover the entire surface.

상술한 바와 같이, 패시베이션층(18)으로 구성되는 SiO2에는 비가교 산소(non-bridging-oxygen, NBO) 등과 같은 복수의 전자 트랩이 형성될 수 있으며, 이러한 전자 트랩은 패시베이션층(18)의 밴드갭 내에 넓게 포진할 수 있다.As described above, a plurality of electron traps such as non-bridging-oxygen (NBO) and the like may be formed in SiO 2 composed of the passivation layer 18, and the electron trap may be formed in the passivation layer 18. It can spread widely within the bandgap.

이러한 전자 트랩을 통해, 패시베이션층(18) 내부는 복수의 양전하(Positive Charge)를 형성하게 되며, 패시베이션층(18) 내부의 양전하는 인접한 제 2 도전형 반도체층(240)의 계면에서 정공(H)을 밀어 공핍 영역(A)을 형성할 수 있다.Through the electron trap, the passivation layer 18 forms a plurality of positive charges, and the positive charges in the passivation layer 18 are formed at the interface of the adjacent second conductive semiconductor layer 240. ) To form a depletion region (A).

이하에서는 도 7을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 소자를 설명한다.Hereinafter, a semiconductor device according to a third exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.

도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a third exemplary embodiment of the present invention.

여기서, 도 7을 참조하면, 도 1에 도시된 반도체 소자의 구성에 비해 제 2 도전형 반도체층(340), 차단부(390) 및 제 3 차단 영역(C3)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 차별되는 제 2 도전형 반도체층(340), 차단부(390) 및 제 3 차단 영역(C3)의 구성에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 7, the second conductive semiconductor layer 340, the blocking unit 390, and the third blocking region C3 are different from each other in the structure of the semiconductor device illustrated in FIG. 1. Only the configurations of the second conductive semiconductor layer 340, the blocking portion 390, and the third blocking region C3, which are differentiated, will be described in detail, and detailed descriptions thereof will be omitted.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 소자(300)는 기판(11), 버퍼층(12), 반도체 구조물(13, 340, 15), 전자 차단층(16), 전극층(17), 패시베이션층(18), 제 1 본딩 패드(19a) 및 제 2 본딩 패드(19b)을 포함할 수 있다.The semiconductor device 300 according to the third embodiment of the present invention may include a substrate 11, a buffer layer 12, semiconductor structures 13, 340, and 15, an electron blocking layer 16, an electrode layer 17, and a passivation layer ( 18), a first bonding pad 19a and a second bonding pad 19b may be included.

반도체 구조물(13, 340, 15)은 기판(11)의 상면에 배치되며, 제 1 도전형 반도체층(13), 제 2 도전형 반도체층(340) 및 활성층(15)을 포함한다. 반도체 구조물(13, 340, 15)은 기판(11)을 절단하는 과정에서 복수 개로 분리될 수 있다.The semiconductor structures 13, 340, and 15 are disposed on the top surface of the substrate 11 and include a first conductive semiconductor layer 13, a second conductive semiconductor layer 340, and an active layer 15. The semiconductor structures 13, 340, and 15 may be separated into a plurality in the process of cutting the substrate 11.

한편, 제 2 도전형 반도체층(340)과 접촉하는 전자 차단층(16)의 표면에 V-피트(P)가 형성될 수 있다. 이를 통해, V-피트(P)를 통하여 정공(H)이 전자 차단층(16)을 통하여 활성층(15)으로 진행하는 횟수가 증가할 수 있다. 즉, V-피트(P) 내로 진입한 정공(H)은 활성층(15)까지의 사이에 배치된 전자 차단층(16)의 두께가 얇거나 존재하지 않으므로 이동이 용이할 수 있다.The V-pit P may be formed on the surface of the electron blocking layer 16 in contact with the second conductivity-type semiconductor layer 340. Through this, the number of times that the hole H passes through the electron blocking layer 16 through the V-pit P to the active layer 15 may increase. That is, the hole H entering the V-pit P may be easily moved since the thickness of the electron blocking layer 16 disposed between the active layers 15 is thin or does not exist.

다만, 제 2 도전형 반도체층(340)는 V-피트(P)를 통해 체적이 확장될 수 있으며, 이에 따라 제 2 도전형 반도체층(340)과 V-피트(P)에 도핑된 제 2 도펀트의 도핑 밀도는 저하될 수 있어 상술한 공핍 영역(A)의 폭이 증가될 수 있다.However, the volume of the second conductive semiconductor layer 340 may be extended through the V-pit P, and accordingly, the second doped semiconductor layer 340 and the V-pit P are doped. The doping density of the dopant may be lowered to increase the width of the depletion region A described above.

제 2 도전형 반도체층(340)은 패시베이션층(18) 내부의 양전하로 인해 패시베이션층(18)과 제 2 도전형 반도체층(340)의 계면으로부터 제 2 도전형 반도체층(340)의 내측 방향으로 정공(H)이 이동한 공핍 영역(A)을 포함할 수 있다.The second conductive semiconductor layer 340 is inward from the interface between the passivation layer 18 and the second conductive semiconductor layer 340 due to the positive charge in the passivation layer 18. As a result, the hole H may include the depletion region A in which the hole H is moved.

또한, 제 2 도전형 반도체층(340)은 패시베이션층(18)의 경계면을 따라 형성된 공핍 영역(A)을 제외한 영역인 정공 영역(B)을 포함할 수 있다.In addition, the second conductivity-type semiconductor layer 340 may include a hole region B, which is a region other than the depletion region A formed along the interface of the passivation layer 18.

상술한 바와 같이 제 2 도전형 반도체층(340)의 공핍 영역(A)은 제 2 도펀트의 도핑 농도 또는 인가되는 전류에 따라 가변 되는 제 1 폭을 가질 수 있다.As described above, the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 340 may have a first width that varies according to the doping concentration of the second dopant or the applied current.

전극층(17)은 제 2 도전형 반도체층(340) 상에 배치된다. 전극층(17)은 오믹층의 역할을 수행하는 투광 전극층으로 구성되는 것이 바람직하며, 두께가 두꺼우면 광 흡수가 야기될 수 있으므로 얇을수록 바람직하다.The electrode layer 17 is disposed on the second conductivity type semiconductor layer 340. The electrode layer 17 is preferably composed of a light transmitting electrode layer serving as an ohmic layer, and a thinner thickness is preferable because a thicker thickness may cause light absorption.

여기서, 전극층(17)은 제 2 도전형 반도체층(340)의 폭과 동일할 수 있다. 한편, 도 5에 도시된 바와 같이 전극층(17)의 폭은 제 2 도전형 반도체층(340)의 폭에 비해 작은 폭을 가질 수 있다.Here, the electrode layer 17 may be equal to the width of the second conductivity-type semiconductor layer 340. Meanwhile, as illustrated in FIG. 5, the width of the electrode layer 17 may have a smaller width than the width of the second conductive semiconductor layer 340.

차단부(390)는 제 2 도전형 반도체층(340)과 전극층(17)의 계면에 배치될 수 있다. 여기서, 차단부(390)는 일측면이 패시베이션층(18)에 직접 맞닿도록 배치될 수 있다.The blocking unit 390 may be disposed at an interface between the second conductivity-type semiconductor layer 340 and the electrode layer 17. Here, the blocking part 390 may be disposed such that one side thereof directly contacts the passivation layer 18.

차단부(390)는 제 2 도전형 반도체층(340)의 공핍 영역(A)에 배치될 수 있으며, 차단부(390)는 제 2 도전형 반도체층(340)에 비해 제 2 도펀트가 선택적으로 과도핑된 영역일 수 있다.The blocking unit 390 may be disposed in the depletion region A of the second conductive semiconductor layer 340, and the blocking unit 390 may have a second dopant selectively compared to the second conductive semiconductor layer 340. It may be an overdoped region.

일반적으로 제 2 도전형 반도체층(340)에 도핑 되는 제 2 도펀트의 도핑 농도는 대략 1019/cm3로 설정될 수 있어, 차단부(390)의 제 2 도펀트의 도핑 농도는 대략 적어도 1020/cm3로 설정될 수 있다.In general, the doping concentration of the second dopant doped in the second conductivity-type semiconductor layer 340 may be set to about 10 19 / cm 3 , so that the doping concentration of the second dopant in the blocking portion 390 is about at least 10 20. / cm 3 can be set.

차단부(390)에 제 2 도펀트의 과도핑은 이온 주입에 의해 이루어질 수 있다.Over doping of the second dopant in the blocking unit 390 may be performed by ion implantation.

이때 차단부(390)는 제 2 도전형 반도체층(340)과 도핑농도 차이로 인해 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있기 때문에, 차단부(390)의 전체 폭에 대응하여 제 3 차단 영역(C3)을 형성할 수 있다.In this case, since the blocking unit 390 may block a current from flowing due to a difference in doping concentration from the second conductive semiconductor layer 340, the blocking unit 390 may cover the third blocking region C3 corresponding to the entire width of the blocking unit 390. Can be formed.

실질적으로 제 3 차단 영역(C3)은 차단부(390)의 배치 영역으로, 제 2 도전형 반도체층(340)의 공핍 영역(A)을 통해 흐를 수 있는 누설 전류가 전극층(17)으로 인가되는 것을 차단하는 역할을 수행할 수 있다.Substantially, the third blocking region C3 is an arrangement region of the blocking unit 390, and a leakage current that can flow through the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 340 is applied to the electrode layer 17. It can play a role of blocking it.

제 3 차단 영역(C3)은 제 4 폭(W4)을 가질 수 있다. 즉, 차단부(390)는 제 4 폭(W4)을 가질 수 있다.The third blocking region C3 may have a fourth width W4. That is, the blocking unit 390 may have a fourth width W4.

제 4 폭(W4)은 0.1nm 내지 10μm 범위로 설정될 수 있다. 바람직하게 제 3 폭(W4)은 제 2 도전형 반도체층(340)의 공핍 영역(A)의 제 1 폭과 동일할 수 있다.The fourth width W4 may be set in a range of 0.1 nm to 10 μm. Preferably, the third width W4 may be equal to the first width of the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 340.

여기서, 제 4 폭(W4)이 0.1nm이하인 경우, 제 2 도전형 반도체층(340)의 공핍 영역(A)을 통해 흐르는 누설 전류가 전극층(17)을 통하여 외부로 누설되어 누설 전류 차단 효과를 기대할 수 없다. 반면에 제 4 폭(W4)이 10μm 이상인 경우, 필요 이상으로 전극층(17)의 폭이 축소되며, 이는 의도치 않게 최종적으로 반도체 소자(300)의 발광 영역의 축소를 야기할 수 있다.Herein, when the fourth width W4 is 0.1 nm or less, the leakage current flowing through the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 340 leaks to the outside through the electrode layer 17 to block leakage current. Can't expect On the other hand, when the fourth width W4 is 10 μm or more, the width of the electrode layer 17 is reduced more than necessary, which may unintentionally finally reduce the light emitting area of the semiconductor device 300.

패시베이션층(18)은 반도체 구조물(13, 340, 15)의 측면과 전극층(17)의 상면을 덮어 전체적으로 커버한다.The passivation layer 18 covers the side surfaces of the semiconductor structures 13, 340, and 15 and the upper surface of the electrode layer 17 to cover the entire surface.

상술한 바와 같이, 패시베이션층(18)으로 구성되는 SiO2에는 비가교 산소(non-bridging-oxygen, NBO) 등과 같은 복수의 전자 트랩이 형성될 수 있으며, 이러한 전자 트랩은 패시베이션층(18)의 밴드갭 내에 넓게 포진할 수 있다.As described above, a plurality of electron traps such as non-bridging-oxygen (NBO) and the like may be formed in SiO 2 composed of the passivation layer 18, and the electron trap may be formed in the passivation layer 18. It can spread widely within the bandgap.

이러한 전자 트랩을 통해, 패시베이션층(18) 내부는 복수의 양전하(Positive Charge)를 형성하게 되며, 패시베이션층(18) 내부의 양전하는 인접한 제 2 도전형 반도체층(340)의 계면에서 정공(H)을 밀어 공핍 영역(A)을 형성할 수 있다.Through the electron trap, the passivation layer 18 forms a plurality of positive charges, and the positive charges in the passivation layer 18 are formed at the interface of the adjacent second conductive semiconductor layer 340. ) To form a depletion region (A).

이하에서는 도 8을 참조하여, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반도체 소자를 설명한다.Hereinafter, a semiconductor device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.

도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

여기서, 도 7을 참조하면, 도 1에 도시된 반도체 소자의 구성에 비해 제 2 도전형 반도체층(440)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 차별되는 제 2 도전형 반도체층(440)의 구성에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.Here, referring to FIG. 7, since the second conductive semiconductor layer 440 is different from the configuration of the semiconductor device illustrated in FIG. 1, a configuration of the second conductive semiconductor layer 440 that is differentiated below will be described. Only the details will be described, and detailed descriptions of the same reference numerals will be omitted.

본 발명의 제 4 실시예에 따른 반도체 소자(400)는 기판(11), 버퍼층(12), 반도체 구조물(13, 440, 15), 전자 차단층(16), 전극층(17), 패시베이션층(18), 제 1 본딩 패드(19a) 및 제 2 본딩 패드(19b)을 포함할 수 있다.The semiconductor device 400 according to the fourth embodiment of the present invention may include a substrate 11, a buffer layer 12, semiconductor structures 13, 440, and 15, an electron blocking layer 16, an electrode layer 17, and a passivation layer ( 18), a first bonding pad 19a and a second bonding pad 19b may be included.

반도체 구조물(13, 440, 15)은 기판(11)의 상면에 배치되며, 제 1 도전형 반도체층(13), 제 2 도전형 반도체층(440) 및 활성층(15)을 포함한다. 반도체 구조물(13, 440, 15)은 기판(11)을 절단하는 과정에서 복수 개로 분리될 수 있다.The semiconductor structures 13, 440, and 15 are disposed on an upper surface of the substrate 11, and include a first conductive semiconductor layer 13, a second conductive semiconductor layer 440, and an active layer 15. The semiconductor structures 13, 440, and 15 may be separated into a plurality in the process of cutting the substrate 11.

한편, 제 2 도전형 반도체층(440)과 접촉하는 전자 차단층(16)의 표면에 V-피트(P)가 형성될 수 있다. 이를 통해, V-피트(P)를 통하여 정공(H)이 전자 차단층(16)을 통하여 활성층(15)으로 진행하는 횟수가 증가할 수 있다. 즉, V-피트(P) 내로 진입한 정공(H)은 활성층(15)까지의 사이에 배치된 전자 차단층(16)의 두께가 얇거나 존재하지 않으므로 이동이 용이할 수 있다.The V-pit P may be formed on the surface of the electron blocking layer 16 in contact with the second conductivity-type semiconductor layer 440. Through this, the number of times that the hole H passes through the electron blocking layer 16 through the V-pit P to the active layer 15 may increase. That is, the hole H entering the V-pit P may be easily moved since the thickness of the electron blocking layer 16 disposed between the active layers 15 is thin or does not exist.

다만, 제 2 도전형 반도체층(440)는 V-피트(P)를 통해 체적이 확장될 수 있으며, 이에 따라 제 2 도전형 반도체층(440)과 V-피트(P)에 도핑된 제 2 도펀트의 도핑 밀도는 저하될 수 있어 상술한 공핍 영역(A)의 폭이 증가될 수 있다.However, the volume of the second conductive semiconductor layer 440 may be extended through the V-pit P, and accordingly, the second doped semiconductor layer 440 and the V-pit P are doped. The doping density of the dopant may be lowered to increase the width of the depletion region A described above.

제 2 도전형 반도체층(440)은 패시베이션층(18) 내부의 양전하로 인해 패시베이션층(18)과 제 2 도전형 반도체층(440)의 계면으로부터 제 2 도전형 반도체층(440)의 내측 방향으로 정공(H)이 이동한 공핍 영역(A)을 포함할 수 있다.The second conductive semiconductor layer 440 is in an inward direction of the second conductive semiconductor layer 440 from the interface between the passivation layer 18 and the second conductive semiconductor layer 440 due to the positive charge in the passivation layer 18. As a result, the hole H may include the depletion region A in which the hole H is moved.

또한, 제 2 도전형 반도체층(440)은 패시베이션층(18)의 경계면을 따라 형성된 공핍 영역(A)을 제외한 영역인 정공 영역(B)을 포함할 수 있다.In addition, the second conductivity-type semiconductor layer 440 may include a hole region B, which is a region other than the depletion region A formed along the interface of the passivation layer 18.

상술한 바와 같이 제 2 도전형 반도체층(440)의 공핍 영역(A)은 제 2 도펀트의 도핑 농도 또는 인가되는 전류에 따라 가변 되는 폭을 가질 수 있다.As described above, the depletion region A of the second conductivity-type semiconductor layer 440 may have a width that varies according to the doping concentration of the second dopant or the applied current.

한편, 제 4 실시예에 따른 반도체 소자(400)의 제 2 도전형 반도체층(440)은 도 1에 도시된 일반적인 제 2 도전형 반도체층(14)에 비해 제 2 도펀트의 도핑 농도를 높여, 공핍 영역(A)의 폭을 제 5 폭(W5)으로 감소시킬 수 있다.On the other hand, the second conductive semiconductor layer 440 of the semiconductor device 400 according to the fourth embodiment increases the doping concentration of the second dopant compared to the general second conductive semiconductor layer 14 shown in FIG. The width of the depletion region A may be reduced to the fifth width W5.

여기서, 제 2 도전형 반도체층(440)의 제 2 도펀트의 도핑 농도는 대략 1019/cm3 ~ 1020/cm3 범위로 설정될 수 있다.Here, the doping concentration of the second dopant of the second conductivity type semiconductor layer 440 may be set in a range of about 10 19 / cm 3 to 10 20 / cm 3 .

제 2 도전형 반도체층(440)의 제 2 도펀트의 도핑 농도가 1019/cm3 이하인 경우, 전극층(17)과의 오믹접촉이 어려울 수 있으며 제 2 도전형 반도체층(440) 공핍 영역(A)의 제 1 폭이 커져 공핍 영역(A)을 통해 누설되는 전류를 적절하게 차단할 수 없으며, 반대로 제 2 도전형 반도체층(440)의 제 2 도펀트의 도핑 농도가 1020/cm3 이상인 경우, 광 투과율이 현저하게 저하되어 발광 효율을 감소시키는 문제를 야기할 수 있다.When the doping concentration of the second dopant of the second conductive semiconductor layer 440 is 10 19 / cm 3 or less, ohmic contact with the electrode layer 17 may be difficult, and the depletion region A of the second conductive semiconductor layer 440 may be difficult. In the case where the first width of the s) becomes large and the current leaking through the depletion region A cannot be adequately blocked, on the contrary, when the doping concentration of the second dopant of the second conductivity-type semiconductor layer 440 is 10 20 / cm 3 or more, The light transmittance may be significantly lowered, which may cause a problem of reducing the light emission efficiency.

전극층(17)은 제 2 도전형 반도체층(440) 상에 배치된다. 전극층(17)은 오믹층의 역할을 수행하는 투광 전극층으로 구성되는 것이 바람직하며, 두께가 두꺼우면 광 흡수가 야기될 수 있으므로 얇을수록 바람직하다.The electrode layer 17 is disposed on the second conductivity type semiconductor layer 440. The electrode layer 17 is preferably composed of a light transmitting electrode layer serving as an ohmic layer, and a thinner thickness is preferable because a thicker thickness may cause light absorption.

여기서, 전극층(17)은 제 2 도전형 반도체층(440)의 폭과 동일할 수 있다. 한편, 도 5에 도시된 바와 같이 전극층(17)의 폭은 제 2 도전형 반도체층(440)의 폭에 비해 작은 폭을 가질 수 있다.Here, the electrode layer 17 may be equal to the width of the second conductivity-type semiconductor layer 440. Meanwhile, as illustrated in FIG. 5, the width of the electrode layer 17 may have a smaller width than the width of the second conductive semiconductor layer 440.

패시베이션층(18)은 반도체 구조물(13, 440, 15)의 측면과 전극층(17)의 상면을 덮어 전체적으로 커버한다.The passivation layer 18 covers the side surfaces of the semiconductor structures 13, 440, and 15 and the upper surface of the electrode layer 17 to cover the entire surface.

상술한 바와 같이, 패시베이션층(18)으로 구성되는 SiO2에는 비가교 산소(non-bridging-oxygen, NBO) 등과 같은 복수의 전자 트랩이 형성될 수 있으며, 이러한 전자 트랩은 패시베이션층(18)의 밴드갭 내에 넓게 포진할 수 있다.As described above, a plurality of electron traps such as non-bridging-oxygen (NBO) and the like may be formed in SiO 2 composed of the passivation layer 18, and the electron trap may be formed in the passivation layer 18. It can spread widely within the bandgap.

이러한 전자 트랩을 통해, 패시베이션층(18) 내부는 복수의 양전하(Positive Charge)를 형성하게 되며, 패시베이션층(18) 내부의 양전하는 인접한 제 2 도전형 반도체층(440)의 계면에서 정공(H)을 밀어 공핍 영역(A)을 형성할 수 있다.Through the electron trap, the inside of the passivation layer 18 forms a plurality of positive charges, and the positive charges in the passivation layer 18 are formed at the interface of the adjacent second conductive semiconductor layer 440. ) To form a depletion region (A).

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 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 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made based on the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains may not have been exemplified above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

Claims (10)

기판;
상기 기판상에 배치되는 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 제 2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 반도체 구조물;
상기 반도체 구조물 상면의 가장자리와 이격되어 배치된 전극층; 및
상기 반도체 구조물의 측면, 상면 및 상기 전극층의 적어도 일부 상에 배치된 패시베이션층; 을 포함하고,상기 반도체 구조물은 상기 제 2 도전형 반도체층의 하면에서 하부로 연장된 복수의 돌출영역;을 포함하고,
상기 패시베이션층은 상기 반도체 구조물 상면의 가장자리와 직접 접촉하는 반도체 소자.
Board;
A semiconductor structure including a first conductive semiconductor layer disposed on the substrate, a second conductive semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer;
An electrode layer spaced apart from an edge of an upper surface of the semiconductor structure; And
A passivation layer disposed on at least part of the side and top surfaces of the semiconductor structure; The semiconductor structure includes a plurality of protruding regions extending downward from a bottom surface of the second conductive semiconductor layer.
The passivation layer is in direct contact with the edge of the upper surface of the semiconductor structure.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 도전형 반도체층의 너비는 상기 전극층의 너비 보다 큰 반도체 소자.
The method of claim 1,
The width of the second conductive semiconductor layer is larger than the width of the electrode layer.
제 1항에 있어서,
상기 반도체 구조물의 측면과 상기 전극층의 측면은 0.1nm ~ 10μm 범위로 이격된 반도체 소자.
The method of claim 1,
The side of the semiconductor structure and the side of the electrode layer is a semiconductor device spaced apart from 0.1nm ~ 10μm range.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 도전형 반도체층은 측면으로부터 내부에 배치된 차단부를 포함하는 반도체 소자.
The method of claim 1,
The second conductive semiconductor layer includes a blocking portion disposed inside from the side.
제 4항에 있어서,
상기 차단부의 일측면은 상기 패시베이션층과 직접 맞닿는 반도체 소자.
The method of claim 4, wherein
One side of the blocking portion is in direct contact with the passivation layer.
제 5항에 있어서,
상기 차단부의 너비는 0.1nm ~ 10μm 범위를 갖는 반도체 소자.
The method of claim 5,
The width of the blocking portion is a semiconductor device having a range of 0.1nm ~ 10μm.
제 6항에 있어서,
상기 차단부는 상기 제 2 도전형 반도체층과 쇼트키 접촉하는 반도체 소자.
The method of claim 6,
And the blocking portion is in schottky contact with the second conductivity-type semiconductor layer.
제 4항에 있어서,
상기 차단부는
상기 제 2 도전형 반도체층 보다 높은 농도로 제 2 도펀트가 과도핑된 반도체 소자.
The method of claim 4, wherein
The blocking part
And a second dopant doped at a higher concentration than the second conductive semiconductor layer.
제 8항에 있어서,
상기 차단부의 제 2 도펀트의 도핑 농도는 적어도 1020/cm3 인 반도체 소자.
The method of claim 8,
And a doping concentration of the second dopant in the blocking portion is at least 10 20 / cm 3 .
제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 제 2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 반도체 구조물;
상기 반도체 구조물 상에 배치된 전극층; 및
상기 반도체 구조물의 측면 및 상기 전극층의 적어도 일부 상에 배치된 패시베이션층; 을 포함하고,
상기 반도체 구조물은 상기 제 2 도전형 반도체층의 하면에서 하부로 연장된 복수의 돌출영역;을 포함하고,
상기 돌출영역에는 제 2 도펀트가 도핑되고,
상기 제 2 도전형 반도체층 및 상기 돌출영역의 도핑 농도는 1019/cm3 ~ 1020/cm3 범위를 갖는 반도체 소자.
A semiconductor structure comprising a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer;
An electrode layer disposed on the semiconductor structure; And
A passivation layer disposed on a side of the semiconductor structure and at least a portion of the electrode layer; Including,
The semiconductor structure includes a plurality of protrusions extending downward from the lower surface of the second conductivity type semiconductor layer,
The doped region is doped with a second dopant,
The doping concentration of the second conductive semiconductor layer and the protruding region is 10 19 / cm 3 Semiconductor device having a range of ~ 10 20 / cm 3 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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