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KR100718129B1 - Ⅲ-Ⅴ족 ＧａＮ계 화합물 반도체 소자 - Google Patents

Ⅲ-Ⅴ족 ＧａＮ계 화합물 반도체 소자 Download PDF

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KR100718129B1
KR100718129B1 KR1020050047999A KR20050047999A KR100718129B1 KR 100718129 B1 KR100718129 B1 KR 100718129B1 KR 1020050047999 A KR1020050047999 A KR 1020050047999A KR 20050047999 A KR20050047999 A KR 20050047999A KR 100718129 B1 KR100718129 B1 KR 100718129B1
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gan
semiconductor device
compound semiconductor
composition
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Abstract

저전력에서 동작하며 광출력 및 수명이 향상될 수 있도록 구조가 개선된 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자가 개시된다. 본 발명에 따른 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자는 활성층 및 상기 활성층의 상하부에 각각 마련된 제1 및 제2 클래드층을 포함하고, 상기 제1 및 제2 클래드층 중 적어도 어느 하나는 AlxGa(1-x)N(0<x<1)층과 GaN층이 교번하여 반복적층되는 초격자 구조(superlattice structure)를 가지며, 상기 활성층으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층의 Al 조성이 소정비율 만큼씩 점차적으로 줄어든다.

Description

Ⅲ-Ⅴ족 ＧａＮ계 화합물 반도체 소자{Ⅲ-Ⅴ group GaN-based compound semiconductor device}
도 1은 종래 GaN계 레이저 다이오드에서 초격자 구조 클래드층의 에너지밴드 다이아그램이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 개략적 단면도이다.
도 3은 도 2의 제1실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 각층별 에너지 밴드다이아그램이다.
도 4는 도 3의 p-클래드층 구조에서 터널링 및 캐리어 넘침(carrier overflow)에 의한 캐리어 수송(carrier transportation)을 보여주는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 개략적 단면도이다.
도 6은 도 5의 제2실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 각층별 에너지 밴드다이아그램이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 개략적 단면도이다.
도 8은 도 7의 제3실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 각층별 에너지 밴 드다이아그램이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 개략적 단면도이다.
도 10은 도 9의 제4실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 각층별 에너지 밴드다이아그램이다.
도 11a 및 도 11b는 각각 비교예 및 실시예에서 제작된 레이저 다이오드의 I-V(current-voltage)특성을 보여주는 그래프이다.
도 12a 및 도 12b는 각각 비교예 및 실시예에서 제작된 레이저 다이오드의 레이저 광의 반가폭(FWHM;Full Width of half Maximum) 특성을 보여주는 그래프이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
11:사파이어 기판 12:n-GaN 하부 콘택트층
13:n-클래드층 14:n-광도파층
15:활성층(MQW) 16:p-광도파층
17, 18, 19, 20:p-클래드층 17a, 18a, 19a, 20a:AlxGa(1-x)N층
17b, 18b, 19b, 20b:GaN층 22:p-콘택트층
24:p-전극 26:n-전극
본 발명은 GaN계 화합물 반도체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저전력에서 동작하며 광출력 및 수명이 향상될 수 있도록 구조가 개선된 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자에 관한 것이다.
화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기적 신호를 빛으로 변화시키는 화합물 반도체 소자, 예를 들어 LD(Laser Diode)와 같은 반도체 레이저 다이오드의 레이저광은 광통신, 다중통신, 우주통신과 같은 응용분야에서 현재 실용화되어 가고 있다. 반도체 레이저는 광통신 등과 같은 통신 분야나 컴팩 디스크 플레이어(CDP; Compact Disk Player)나 디지털 다기능 디스크 플레이어(DVDP; Digital Versatile Disk Player) 등과 같은 장치에서 데이터의 전송이나 데이터의 기록 및 판독을 위한 수단의 광원으로써 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래 GaN계 레이저 다이오드에서 초격자 구조 클래드층의 에너지밴드 다이아그램이다.
종래 GaN계 레이저 다이오드 구조에서 p-타입(p-type)의 상부 클래드층(clad layer)의 저항이 높기 때문에, 이를 해결하기 위하여 클래드층을 초격자 구조(superlattice structure)로 형성하였다. 그러나, 이러한 기존의 초격자 구조에서도 저항을 낮추는데 한계가 있었기 때문에, 저항을 낮추기 위한 구조개선의 필요성이 인식되었다.
도 1을 참조하면, 상기 클래드층은 AlxGa(1-x)N(0<x<1)층과 GaN층을 교번하여 적층함으로써 형성되는데, 여기에서 Al의 조성을 제어하여 AlxGa(1-x)N층의 에너지준위가 조절될 수 있다. 여기에서, 전극층으로부터 유입되는 캐리어, 즉 전자(정공)들은 터널링(tunneling)에 의한 방법 및 캐리어 넘침(carrier overflow)에 의한 방법으로 초격자 구조의 클래드층을 통과하여 활성층에 도달할 수 있다.
상기 클래드층의 Al 조성을 증가시킬 경우, 광가둠(optical confinement) 효과가 증가되어 문턱전류(Ith)가 감소될 수 있다는 장점이 있으나, 캐리어 주입에 대한 저항이 증가되어 동작전압(Vop)이 증가되고, Al 조성의 증가에 따른 스트레인(strain) 증가로 크랙(crack)발생률이 증가될 수 있다는 단점이 있다. 이와 반대로, 상기 클래드층의 Al 조성을 감소시킬 경우, 캐리어 주입에 대한 저항이 감소되어 동작전압(Vop)이 감소한다는 장점이 있으나, 광가둠(optical confinement) 효과가 감소되어 문턱전류(Ith)가 증가된다는 단점이 있다. 즉, 클래드층의 저항감소를 위해서는 상기 AlxGa(1-x)N층의 Al 조성을 줄여야 하나, 문턱전류(Ith)가 증가된다는 문제점 때문에 기존의 초격자 구조에서도 저항을 낮추는데 한계가 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 저전력에서 동작하며 광출력 및 수명이 향상될 수 있도록 구조가 개선된 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자는,
활성층; 및
상기 활성층의 상하부에 각각 마련된 제1 및 제2 클래드층;을 포함하고,
상기 제1 및 제2 클래드층 중 적어도 어느 하나는 AlxGa(1-x)N(0<x<1)층과 GaN층이 교번하여 반복적층되는 초격자 구조(superlattice structure)를 가지며, 상기 활성층으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층의 Al 조성이 소정비율 만큼씩 점차적으로 줄어든다.
또한, 본 발명에 따른 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자는,
활성층; 및
상기 활성층의 상하부에 각각 마련된 제1 및 제2 클래드층;을 포함하고,
상기 제1 및 제2 클래드층 중 적어도 어느 하나는 AlxGa(1-x)N(0<x<1)층과 AlyGa(1-y)N(0<y<x<1)층이 교번하여 반복적층되는 초격자 구조(superlattice structure)를 가지며, 상기 활성층으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층 및 AlyGa(1-y)N층의 Al 조성이 소정비율 만큼씩 점차적으로 줄어든다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 클래드층의 저항을 낮출 수 있도록 구조가 개선되어, 저전력에서 동작하며 광출력 및 수명이 향상될 수 있는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자의 바람직한 실시예 를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 개략적 단면도이며, 도 3은 제1실시예에 따른 상기 레이저 다이오드의 각층별 에너지 밴드다이아그램이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드는 사파이어 기판(11) 및 그 위에 순차적으로 적층된 n-GaN 하부 콘택트층(12), n-클래드층(13), n-광도파층(14), 활성층(15), p-광도파층(16) 및 p-클래드층(17)을 포함한다. 상기 p-클래드층(17)은 릿지(ridge) 구조로 형성되었으며, 상기 릿지 위에 p-콘택트층(22) 및 p-전극(24)이 순차적으로 형성되었다. 그리고, 상기 p-전극(24)에 대응하는 n-전극(26)이 하부 콘택트층(12)의 노출면 위에 마련되어 있다. 본 발명에서, 상기 p-클래드층(17)은 AlxGa(1-x)N(0<x<1)층(17a)과 GaN층(17b)이 교번하여 반복적층되는 초격자 구조(superlattice structure)를 가지며, 상기 활성층(15)으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층(17a)의 Al 조성이 소정비율 만큼씩 점차적으로 줄어드는 것을 특징으로 한다. 도 3을 참조하면, 상기와 같은 구조의 레이저 다이오드에서, 상기 AlxGa(1-x)N층(17a)의 Al 조성이 감소할수록, 이에 대응하여 AlxGa(1-x)N층(17a)의 에너지준위(energy level)가 낮아지는 것을 알 수 있다.
따라서, 이와 같은 구조를 가지는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자에 의하 면, 활성층(15)에 인접한 AlxGa(1-x)N층(17a1)측에서 광가둠(optical confinement) 효과가 우수하게 유지될 수 있으며, p-전극(24)에 인접한 AlxGa(1-x)N층(17an)측에서는 캐리어 주입 저항이 종래보다 감소될 수 있다. 캐리어주입 저항의 감소에 대해 구체적으로 살펴보면, 전극층으로부터 유입되는 캐리어, 즉 전자(정공)들은 터널링(tunneling)에 의한 방법 및 캐리어 넘침(carrier overflow)에 의한 방법으로 초격자 구조의 클래드층을 통과하여 활성층에 도달할 수 있다. 터널링 전류(It;tunneling current)는 외부전압에 대해 선형적인 증가를 하지만, 넘침전류(Io;overflow current)는 외부전압에 대해 지수함수적으로 증가된다는 사실이 알려져 있다. 특히, 고출력 레이저 다이오드의 경우에서는, 높은 주입전류가 요구되는 상황이기 때문에, 초격자 구조의 클래드층에서는 터널링전류(It) 보다 넘침전류(Io)가 더욱 중요한 역할을 하게 된다. 상기와 같은 본 발명에 따른 GaN계 화합물 반도체 소자는 넘침(overflow)에 의한 캐리어주입에 유리한 구조를 가지며, 따라서 캐리어 주입 저항이 종래보다 감소될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 GaN계 화합물 반도체 소자에서, p-전극(24)에 인접한 AlxGa(1-x)N층(17an)측의 에너지준위가 낮기 때문에, 상기 p-클래드층(17)에 트랩되는 정공들의 수가 감소되어 결과적으로 소자의 문턱전류(Ith)를 낮출 수 있다는 효과도 얻을 수 있다.
도 4는 도 3의 p-클래드층 구조에서 터널링(tunneling) 및 캐리어 넘침 (carrier overflow)에 의한 캐리어 수송(carrier transportation)을 보여주는 설명도이다. 즉, 전극층으로부터 유입되는 캐리어, 즉 정공들은 터널링(tunneling)에 의한 방법 및 캐리어 넘침(carrier overflow)에 의한 방법으로 초격자 구조의 클래드층을 통과하여 활성층에 도달할 수 있다. 상기의 설명도는 본 발명에 따른 GaN계 화합물 반도체 소자의 구조에서, 상기 p-클래드층(17)에 트랩되는 전자들의 수가 감소될 수 있기 때문에, 결과적으로 소자의 문턱전류(Ith)를 낮출 수 있다는 결과를 보여준다.
여기에서, 상기 활성층(15)으로의 원활한 캐리어주입을 위해, 상기 AlxGa(1-x)N층(17a)간에 에너지준위 차이는 37meV 이하인 것이 바람직하며, 상기 37meV는 각각 전도대(conduction band)에 대한 에너지준위 차이인 26meV와 가전자대(valence band)에 대한 에너지준위 차이인 11meV를 합한 값이다. 상기 37meV는 Al 조성의 감소비율 1.3%에 대응되는 값이며, 따라서 AlxGa(1-x)N층(17a)간에 Al 조성의 감소비율이 1.3% 이하로 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 Al의 조성이 낮은 경우에는 상기 AlxGa(1-x)N층(17a)에 불순물의 도핑이 용이한 것으로 알려져 있다. 따라서, 상기 AlxGa(1-x)N층(17a)의 Al 조성이 특정값 이하인 경우에는, 상기 AlxGa(1-x)N층에 p-형 또는 n-형 불순물이 도핑되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 GaN층(17b)에도 p-형 또는 n-형 불순물이 도핑될 수 있다.
본 발명에 의하면, 클래드층의 저항을 낮출 수 있도록 구조가 개선되어, 저 항 및 동작전류를 감소시키는 효과를 가질 수 있다. 결과적으로, 동작전력이 낮아짐으로써, 열손실이 줄고 수명향상과 고출력에 유리한 구조의 GaN계 화합물 반도체 소자를 얻을 수 있다. 이와 같은 구조의 GaN계 화합물 반도체 소자는, 기존의 초격자 클래드층 구조의 화합물 반도체 소자 보다 우수한 소자 특성을 가진다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 개략적 단면도이며, 도 6은 제2실시예에 따른 상기 레이저 다이오드의 각층별 에너지 밴드다이아그램이다. 여기에서, 제1실시예와 동일한 구성요소에 대하여는 중복되는 설명을 생략하기로 하며, 동일한 참조번호를 그대로 사용하기로 한다.
제2실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드에서, p-클래드층(18)은 AlxGa(1-x)N(0<x<1)층(18a)과 GaN층(18b)이 교번하여 반복적층되는 초격자 구조를 가지며, 상기 활성층(15)으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층(18a)의 Al 조성이 소정비율 만큼씩 점차적으로 감소한다는 점이 상기 제1실시예와 동일하지만, 상기 활성층(15)으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층(18a)의 두께가 점차적으로 증가된다는 점에서 상기 제1실시예와 차이가 있다. 이와 같이 두께가 증가된 AlxGa(1-x)N층(18a)에서는 p-형 또는 n-형 불순물의 도핑이 용이하기 때문에, 결과적으로 p-클래드층(18)의 저항감소에 유리할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 개략적 단면도이며, 도 8은 제3실시예에 따른 상기 레이저 다이오드의 각층별 에너지 밴드다이아 그램이다. 여기에서, 제1실시예와 동일한 구성요소에 대하여는 중복되는 설명을 생략하기로 하며, 동일한 참조번호를 그대로 사용하기로 한다.
제3실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드에서, p-클래드층(19)은 AlxGa(1-x)N(0<x<1)층(19a)과 GaN층(19b)이 교번하여 반복적층되는 초격자 구조를 가지며, 상기 활성층(15)으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층(19a)의 Al 조성이 소정비율 만큼씩 점차적으로 감소한다는 점이 상기 제1실시예와 동일하지만, 상기 활성층(15)으로부터 멀어질수록 상기 GaN층(19b)의 두께가 점차적으로 증가된다는 점에서 상기 제1실시예와 차이가 있다. 이와 같이 두께가 증가된 GaN층(19b)에서는 p-형 또는 n-형 불순물의 도핑이 용이하기 때문에, 결과적으로 p-클래드층(18)의 저항감소에 유리할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드의 개략적 단면도이며, 도 10은 제4실시예에 따른 상기 레이저 다이오드의 각층별 에너지 밴드다이아그램이다. 여기에서, 제1실시예와 동일한 구성요소에 대하여는 중복되는 설명을 생략하기로 하며, 동일한 참조번호를 그대로 사용하기로 한다.
제4실시예에 따른 GaN계 레이저 다이오드에서, p-클래드층(20)은 AlxGa(1-x)N(0<x<1)층(20a)과 AlyGa(1-y)N(0<y<x<1)층(20b)이 교번하여 반복적층되는 초격자 구조를 가지며, 상기 활성층(15)으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층(20a) 및 AlyGa(1-y)N층(20b)의 Al 조성이 소정비율 만큼씩 점차적으로 줄어든다는 점에서 상기 제1실시예와 차이가 있다. 구체적으로, 제1실시예에서는 GaN층(17b)의 에너지준위는 일정하게 고정되었고 AlxGa(1-x)N층(17a)의 에너지준위만 점차적으로 감소되었지만, 제4실시예에서는 AlxGa(1-x)N층(20a)의 에너지준위 뿐만 아니라 AlyGa(1-y)N층(20b)의 에너지준위도 함께 점차적으로 감소된다는 점이 다르다. 도 10의 에너지 밴드 다이어그램을 참조하면, 제4실시예에 의할 경우 p-클래드층(20)에 트랩되는 정공들의 수가 제1실시예 보다 더 감소될 수 있는 구조를 얻을 수 있으며, 결과적으로 소자의 동작전류(Ith)를 낮추는데 보다 유리한 구조를 얻을 수 있다.
<비교예>
초격자 구조 클래드층을 포함하는 종래의 GaN계 레이저 다이오드를 제작하였다. 여기에서, p-클래드층은 Al0.1Ga0.9N층/GaN층을 한조로 하여, 이를 100회 반복적층 하였다. 여기에서, 각각의 층은 25Å의 두께로 형성되었다. 이와 같이 제작된 레이저 다이오드의 I-V(current-voltage)특성 및 레이저 광의 반가폭(FWHM;Full Width of half Maximum) 특성을 측정하였다.
<실시예>
본 발명의 제1실시예에 따라, GaN계 레이저 다이오드를 제작하였다. 여기에서, p-클래드층은 Al0.1Ga0.9N층/GaN층을 한조로 하여 이를 10회 반복적층 하였고, 상기 적층결과물 위에 Al0.09Ga0.91N층/GaN층을 한조로 하여 이를 10회 반복적층 하였으며, 이와 같은 방법으로 최상층에는 Al0.01Ga0.99N층/GaN층을 한조로 하여 이를 10회 반복적층 되었다. 이를 간단히 표현하면, Al0.1Ga0.9N층/GaN층(10회 반복)+Al0.09Ga0.91N층/GaN층(10회 반복)+Al0.08Ga0.92N층/GaN층(10회 반복)+Al0.07Ga0.93N층/GaN층(10회 반복)+......+Al0.01Ga0.99N층/GaN층(10회 반복) 으로 나타낼 수 있다. 여기에서, 각각의 층은 25Å의 두께로 형성되었다. 이와 같이 제작된 레이저 다이오드의 I-V(current-voltage)특성 및 레이저 광의 반가폭(FWHM;Full Width of half Maximum) 특성을 측정하였다.
상기 비교예 및 실시예에서 각각 제작된 레이저 다이오드의 소자특성 데이터를 비교하여 하기의 표 1에 정리하였다. 상기 표 1은 순서대로 문턱전류(Ith), S.E.(Slope Efficiency), 저항(R), 동작전력(Pop), O.C.F.(Optical Confinement Factor) 및 A.R.(Aspect Ratio)에 대한 측정치를 보여준다.
Figure 112005029825218-pat00001
도 11a 및 도 11b는 각각 비교예 및 실시예에서 제작된 레이저 다이오드의 I-V(current-voltage)특성을 보여주는 그래프이다.
도 12a 및 도 12b는 각각 비교예 및 실시예에서 제작된 레이저 다이오드의 레이저 광의 반가폭(FWHM;Full Width of half Maximum) 특성을 보여주는 그래프이다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 클래드층의 저항을 낮출 수 있도록 구조가 개선된 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자를 얻을 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자는 광가둠(optical confinement)의 효과를 유지하면서, 이와 함께 저항 및 동작전류를 감소시키는 효과를 가질 수 있다. 결과적으로, 동작전력이 낮아짐으로써, 열손실이 줄고 수명향상과 고출력에 유리한 구조의 GaN계 화합물 반도체 소자를 얻을 수 있다. 이와 같은 구조의 GaN계 화합물 반도체 소자는, 기존의 초격자 클래드층 구조의 화합물 반도체 소자 보다 우수한 소자 특성을 가진다.
본 발명에 따른 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자는 레이저 다이오드(LD; Laser Diode)와 같은 발광소자 산업분야에 적용될 수 있다.
이러한 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 몇몇의 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었으나, 이러한 실시예들은 단지 넓은 발명을 예시하고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 구조와 배열에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 이는 다양한 다른 수정이 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.

Claims (12)

  1. 활성층; 및
    상기 활성층의 상하부에 각각 마련된 제1 및 제2 클래드층;을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 클래드층 중 적어도 어느 하나는 AlxGa(1-x)N(0<x<1)층과 GaN층이 교번하여 반복적층되는 초격자 구조(superlattice structure)를 가지며, 상기 활성층으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층의 Al 조성이 점차적으로 줄어드는 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인접한 AlxGa(1-x)N층간의 Al 조성의 감소비율이 1.3% 이하인 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성층으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층의 Al 조성이 점차적으로 감소하고, 상기 AlxGa(1-x)N층의 두께는 점차적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성층으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층의 Al 조성이 점차적으로 감소하고, 상기 GaN층의 두께는 점차적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 AlxGa(1-x)N층에 p-형 또는 n-형 불순물이 도핑된 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 GaN층에 p-형 또는 n-형 불순물이 도핑된 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
  7. 활성층; 및
    상기 활성층의 상하부에 각각 마련된 제1 및 제2 클래드층;을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 클래드층 중 적어도 어느 하나는 AlxGa(1-x)N(0<x<1)층과 AlyGa(1-y)N(0<y<x<1)층이 교번하여 반복적층되는 초격자 구조(superlattice structure)를 가지며, 상기 활성층으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층 및 AlyGa(1-y)N층의 Al 조성이 점차적으로 줄어드는 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 인접한 AlxGa(1-x)N층간의 Al 조성의 감소비율 및 상기 인접한 AlyGa(1-y)N층간의 Al 조성의 감소비율 각각이 1.3% 이하인 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 활성층으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층 및 AlyGa(1-y)N층의 Al 조성이 점차적으로 감소하고, 상기 AlxGa(1-x)N층의 두께는 점차적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 활성층으로부터 멀어질수록 상기 AlxGa(1-x)N층 및 AlyGa(1-y)N층의 Al 조성이 점차적으로 감소하고, 상기 AlyGa(1-y)N층의 두께는 점차적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 AlxGa(1-x)N층에 p-형 또는 n-형 불순물이 도핑된 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 AlyGa(1-y)N층에 p-형 또는 n-형 불순물이 도핑된 것을 특징으로 하는 Ⅲ-Ⅴ족 GaN계 화합물 반도체 소자.
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