[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR102035292B1 - 개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드 - Google Patents

개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드 Download PDF

Info

Publication number
KR102035292B1
KR102035292B1 KR1020130039697A KR20130039697A KR102035292B1 KR 102035292 B1 KR102035292 B1 KR 102035292B1 KR 1020130039697 A KR1020130039697 A KR 1020130039697A KR 20130039697 A KR20130039697 A KR 20130039697A KR 102035292 B1 KR102035292 B1 KR 102035292B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
type contact
active region
bandgap
contact layer
Prior art date
Application number
KR1020130039697A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140122817A (ko
Inventor
윤준호
Original Assignee
서울바이오시스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울바이오시스 주식회사 filed Critical 서울바이오시스 주식회사
Priority to KR1020130039697A priority Critical patent/KR102035292B1/ko
Priority to CN201480019694.1A priority patent/CN105103311B/zh
Priority to PCT/KR2014/001570 priority patent/WO2014168334A1/ko
Publication of KR20140122817A publication Critical patent/KR20140122817A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102035292B1 publication Critical patent/KR102035292B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen

Landscapes

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

Abstract

개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드가 개시된다. 이 발광 다이오드는, n형 콘택층; p형 콘택층; n형 콘택층과 p형 콘택층 사이에 개재되고, 장벽층과 우물층을 포함하는 활성 영역; 및 n형 콘택층과 활성 영역 사이에서 활성 영역에 접하여 위치하며 캐리어를 보유하기 위한 캐리어 보유 영역을 포함한다. 이 캐리어 보유 영역은 그 내부의 캐리어가 활성 영역 내로 확산되는 것을 방지하도록 에너지 밴드갭이 조절된 밴드갭 조절층을 갖는다. 이에 따라, 전류 누설을 방지하면서 개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드를 제공할 수 있다.

Description

개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드{LIGHT EMITTING DIODE HAVING IMPROVED ESD CHARACTERISTICS}
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드에 관한 것이다.
일반적으로, 질화갈륨계 반도체는 풀컬러 디스플레이, 교통 신호등, 일반조명 및 광통신 기기의 광원으로 자외선, 청/녹색 발광 다이오드(light emitting diode) 또는 레이저 다이오드(laser diode)에 널리 이용되고 있다. 이러한 질화갈륨계 발광 소자는 n형 및 p형 질화갈륨계 반도체층 사이에 위치한 InGaN 계열의 다중양자우물 구조의 활성층을 포함한다.
도 1은 종래의 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1의 활성 영역을 확대도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 발광 다이오드의 에너지 밴드갭을 설명하기 위해 개략적인 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 발광 다이오드는 기판(11), 버퍼층(13), n형 콘택층(15), 활성영역(17), p형 콘택층(19), n-전극(21) 및 p-전극(23)을 포함한다.
이러한 종래의 발광 다이오드는 n형 콘택층(15)과 p형 콘택층(19) 사이에 다중양자우물 구조의 활성영역(17)을 포함하여 발광 효율을 개선하고 있으며, 다중양자우물 구조 내의 InGaN 우물층의 In 함량을 조절하여 원하는 파장의 광을 방출할 수 있다.
상기 n형 콘택층(17)은 통상 1×1018/㎤ ~1×1019/㎤ 범위 내의 도핑 농도를 가지며 전자를 공급하는 역할을 한다. 한편, 전류 누설을 방지하고 양호한 결정 품질을 달성하기 위해 활성 영역(17) 내의 우물층(17w) 및 장벽층(17b)은 대체로 언도프트층으로 형성한다. 활성 영역(17) 내에 도핑을 하는 경우에도, 전류 누설을 방지하기 위해 첫 번째 장벽층(17b)에 약 1×1019/㎤ 이하의 농도로 도핑하고 있다.
전류 누설을 방지하기 위해 활성 영역(17)과 n형 콘택층(15) 사이의 소정 영역의 도핑 농도가 낮기 때문에, n형 콘택층(15) 내로 공핍 영역이 확대된다. 이러한 공핍 영역은 p형 콘택층(19) 내의 도핑 농도의 증가에 따라 더욱 증대된다. 상기 공핍 영역의 확대는 n형 콘택층(15)과 p형 콘택층(19) 사이의 실효적인 거리(d)를 증가시킨다. 한편, 커패시터의 정전 용량(C)은 거리(d)에 반비례하기 때문에, 상기 공핍 영역의 확대는 n형 콘택층(15)과 p형 콘택층(19) 사이에 형성되는 커패시터의 정전 용량(C)을 감소시킨다. 상기 정전 용량(C)의 감소는 결과적으로 발광 다이오드의 정전 방전 특성을 악화시킨다.
한편, 발광 다이오드의 정전 방전 특성을 향상시키기 위해 도 3에 도시한 바와 같이 활성 영역(17)에 접하는 n형 콘택층(15)의 일부 또는 첫 번째 장벽층(17b)에 1E19/㎤ 이상의 고농도의 Si을 도핑하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 고농도 도핑에 따라 생성된 캐리어가 활성 영역(17) 내로 쉽게 이동하기 때문에, 발광 다이오드의 누설전류가 증가하여 발광 다이오드의 전기적 특성이 나빠진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 누설전류를 증가시키지 않으면서 정전 방전 특성을 개선한 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드는, n형 콘택층; p형 콘택층; 상기 n형 콘택층과 p형 콘택층 사이에 개재되고, 장벽층과 우물층을 포함하는 활성 영역; 및 상기 n형 콘택층과 상기 활성 영역 사이에서 상기 활성 영역에 접하여 위치하며 캐리어를 보유하기 위한 캐리어 보유 영역을 포함한다. 상기 캐리어 보유 영역은 그 내부의 캐리어가 상기 활성 영역 내로 확산되는 것을 방지하도록 에너지 밴드갭이 조절된 밴드갭 조절층을 갖는다.
상기 캐리어 보유 영역에 의해 공핍 영역이 n형 콘택층 내부로 확대되는 것을 방지할 수 있어, 발광 다이오드의 충분한 정전 용량을 확보할 수 있으며, 이에 따라 개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드를 제공할 수 있다. 나아가, 상기 캐리어 보유 영역 내의 캐리어가 상기 활성 영역 내로 확산되는 것을 방지함으로써 발광 다이오드의 전류 누설을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 밴드갭 조절층은 상기 우물층보다 넓은 밴드갭을 갖고 상기 장벽층보다 좁은 밴드갭을 가질 수 있다. 또한, 상기 캐리어 보유 영역은 상기 밴드갭 조절층을 복수개 포함할 수 있다. 나아가, 상기 밴드갭 조절층은 1E19/㎤~1E21/㎤ 범위의 Si 도핑 농도를 가질 수 있다.
상기 밴드갭 조절층이 장벽층보다 좁은 밴드갭을 갖기 때문에, 캐리어가 밴드갭 조절층 내에 보유될 수 있어 전류 누설을 방지할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 캐리어 보유 영역은 1E19/㎤~1E21/㎤ 범위의 Si 도핑 농도를 갖는 고농도 도핑층을 포함하고, 상기 밴드갭 조절층은 상기 고농도 도핑층과 상기 활성 영역 사이에 위치할 수 있다. 나아가, 상기 밴드갭 조절층은 상기 장벽층보다 넓은 밴드갭을 가질 수 있다. 상기 고농도 도핑층은 상기 장벽층과 동일하거나 그보다 좁은 밴드갭을 가질 수 있다.
상기 밴드갭 조절층이 상기 장벽층보다 넓은 밴드갭을 갖기 때문에, 캐리어가 상기 고농도 도핑층으로부터 활성 영역으로 확산하는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 발광 다이오드의 전류 누설을 방지할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 우물층은 InGaN으로 형성되고, 상기 장벽층은 GaN으로 형성되며, 상기 밴드갭 조절층은 상기 우물층보다 In을 적게 함유하는 InGaN으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 밴드갭 조절층은 1E19/㎤~1E21/㎤ 범위의 Si 도핑 농도를 가질 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 우물층은 InGaN으로 형성되고, 상기 장벽층은 GaN으로 형성되며, 상기 밴드갭 조절층은 AlGaN으로 형성될 수 있다. 나아가, 상기 캐리어 보유 영역은 1E19/㎤~1E21/㎤ 범위의 Si 도핑 농도를 갖는 고농도 GaN층을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 밴드갭 조절층은 상기 고농도 GaN층과 상기 활성 영역 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, n형 콘택층과 활성 영역 사이에 캐리어 보유 영역을 배치함으로써 캐리어를 보유함과 아울러 활성 영역 내로의 캐리어의 확산을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 전류 누설을 방지하면서 정전 방전 특성을 개선할 수 있는 발광 다이오드를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 활성 영역을 확대 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 다이오드의 밴드갭을 설명하기 위한 개략적인 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 4의 활성 영역을 확대 도시한 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 4의 발광 다이오드의 밴드갭을 설명하기 위한 개략적인 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 에너지 밴드 다이어그램이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고, 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 도 4의 활성 영역을 확대 도시한 개략적인 단면도이며, 도 6은 도 4의 발광 다이오드의 밴드갭을 설명하기 위한 개략적인 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 전도대(conduction band)만을 도시한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 발광 다이오드는 기판(11), 버퍼층(13), n형 콘택층(15), 캐리어 보유 영역(16), 활성영역(17), p형 콘택층(19), n-전극(21) 및 p-전극(23)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드는, 상기 활성 영역(17)과 p형 콘택층(19) 사이에 p형 클래드층(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
상기 기판(51)은 질화갈륨계 반도체층을 성장시키기 위한 기판으로, 사파이어 기판, SiC 기판, 스피넬 기판, 실리콘 기판, GaN 기판 등 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 패터닝된 사파이어 기판(PSS)일 수 있다.
상기 버퍼층(13)은 저온 버퍼층 및 고온 버퍼층을 포함할 수 있다. 저온 버퍼층은, 예컨대, 400~600℃의 저온에서 (Al, Ga)N로 형성될 수 있으며, 특히, GaN 또는 AlN로 형성된다. 고온 버퍼층은 기판(11)과 n형 콘택층(15) 사이에서 전위와 같은 결함발생을 완화하기 위한 층으로, 상대적으로 고온에서 성장된다. 상기 고온 버퍼층은 예컨대, 언도프트 GaN로 형성될 수 있다.
상기 n형 콘택층(15)은 n형 불순물, 예컨대 Si이 도핑된 질화갈륨계 반도체층으로 형성된다. 상기 n형 콘택층은 단일의 GaN층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다중층으로 형성될 수도 있다. 상기 n형 콘택층에 도핑되는 Si 도핑농도는 약 1×1018/㎤ ~1×1019/㎤ 범위 내일 수 있다.
활성영역(17)은 장벽층(17b)과 우물층(17w)이 교대로 적층된 다중양자우물 구조를 가질 수 있다. 도 5에서 4개의 우물층(17w)이 도시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 더 적거나 더 많은 우물층(17w)이 사용될 수 있다. 상기 장벽층(17b)은 우물층(17w)에 비해 밴드갭이 넓은 질화갈륨계 반도체층, 예컨대, GaN, InGaN, AlGaN 또는 AlInGaN로 형성될 수 있다. 우물층(17w)은 장벽층(17b)보다 좁은 밴드갭을 갖는다. 우물층(17w)은 또한 n형 콘택층(15)보다 좁은 밴드갭을 갖는 질화갈륨계 반도체층, 예컨대 InGaN으로 형성될 수 있다. 우물층(17w) 내의 In 조성비는 원하는 광 파장에 의해 결정된다. 활성 영역(17)의 첫번째 층은 장벽층(17b)이며, 마지막 층은 장벽층(17b) 또는 우물층(17w)일 수 있다.
장벽층(17b) 및 우물층(17w)은 활성 영역(17)의 결정 품질을 향상시키기 위해 불순물이 도핑되지 않은 언도프트층으로 형성될 수 있으나, 순방향 전압을 낮추기 위해 일부 또는 전체 활성 영역 내에 1E19/㎤ 이하의 불순물이 도핑될 수도 있다.
한편, 캐리어 보유 영역(16)은 상기 n형 콘택층(15)과 활성 영역(17) 사이에 위치하며, 활성 영역(17)에 접한다. 캐리어 보유 영역(16)은 도 6에 도시한 바와 같이 캐리어가 활성 영역(17)으로 확산되는 것을 방지하도록 에너지 밴드갭이 조절된 밴드갭 조절층(16w)으로 구성될 수 있다. 즉, 상기 밴드갭 조절층(16w)은 장벽층(17b)보다 좁은 밴드갭을 가지며 우물층(17w)보다 넓은 밴드갭을 갖도록 밴드갭이 조절된다. 또한, 밴드갭 조절층(16w)은 n형 콘택층(15)보다 좁은 밴드갭을 가질 수 있다. 상기 밴드갭 조절층(16w)이 첫 번째 장벽층(17b)에 접한다. 상기 밴드갭 조절층(16w)은 또한 1E19/㎤~1E21/㎤ 범위의 Si 도핑 농도를 갖는다. 예를 들어, 상기 장벽층(17b)은 GaN으로 형성되고, 우물층(17w)은 InGaN으로 형성될 수 있으며, 상기 밴드갭 조절층(16w)은 우물층(17w)보다 적은 In 함량을 갖는 InGaN으로 형성될 수 있다.
상기 활성 영역(17) 상에 p형 콘택층(19)이 위치한다. 또한, 상기 활성 영역(17)과 p형 콘택층(19) 사이에 p형 클래드층(도시하지 않음)이 개재될 수 있다. p형 클래드층은 AlGaN일 수 있다. 또한, p형 콘택층(19)은 GaN의 단일층 또는 GaN층을 포함하는 다층 구조일 수 있다.
한편, n-전극(21)은 n형 콘택층(15)에 전기적으로 접촉하고, p-전극(23)은 p형 콘택층(19)에 전기적으로 접촉한다.
본 실시예에 따르면, 활성 영역(17)에 접하는 밴드갭 조절층(16w)이 고농도의 Si 도핑 농도를 갖기 때문에, 공핍 영역이 n형 콘택층(15)으로 확대되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 n형 콘택층(15)과 p형 콘택층(19) 사이의 정전 용량(C)을 증가시켜 발광 다이오드의 정전 방전 특성을 개선할 수 있다. 나아가, 상기 밴드갭 조절층(16w)을 이용하여 그 내부의 캐리어가 활성 영역(17) 내로 확산하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 발광 다이오드의 전류 누설을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 발광 다이오드와 대체로 유사하나, 캐리어 보유 영역(16)이 복수개의 밴드갭 조절층(16w)을 포함하는 것에 차이가 있다.
상기 복수개의 밴드갭 조절층(16w)은 각각 장벽층(17b)보다 좁은 밴드갭을 가지며 우물층(17w)보다 넓은 밴드갭을 갖는다. 또한, 각 밴드갭 조절층(16w)은 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 1E19/㎤~1E21/㎤ 범위의 Si 도핑 농도를 갖는다.
상기 복수개의 밴드갭 조절층(16w)은 서로 동일한 밴드갭을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 밴드갭을 가질 수도 있다. 복수개의 밴드갭 조절층(16w)의 개수, 폭, 도핑 농도, 밴드갭은 다양하게 조절될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 복수개의 밴드갭 조절층(16w)을 채택함으로써 공핍 영역이 확대되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며 또한 전류 누설을 쉽게 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 발광 다이오드와 대체로 유사하나 캐리어 보유 영역(16)의 밴드 구조에 차이가 있다.
즉, 본 실시예에 따른 캐리어 보유 영역(16)은 고농도 도핑층(16h) 및 밴드갭 조절층(16b)을 포함한다. 상기 고농도 도핑층(16h)은 1E19/㎤~1E21/㎤ 범위의 Si 도핑 농도를 가질 수 있으며, 장벽층(17b)과 동일하거나 그보다 좁은 밴드갭을 가질 수 있으며, 또한 n형 콘택층(15)과 동일하거나 그보다 좁은 밴드갭을 가질 수 있다. 예를 들어 상기 장벽층(17b)은 GaN으로 형성되고, 우물층(17w)은 InGaN으로 형성될 수 있으며, 상기 고농도 도핑층(16h)은 GaN으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 밴드갭 조절층(16b)은 고농도 도핑층(16h)과 활성 영역(17) 사이에 위치한다. 상기 밴드갭 조절층(16b)은 장벽층(17b)보다 넓은 밴드갭을 가지며, 예를 들어 AlGaN으로 형성될 수 있다. 밴드갭 조절층(16b)은 고농도 도핑층(16h) 내의 캐리어가 활성 영역(17)으로 확산하는 것을 방지하여 전류 누설을 방지한다.
(실험예)
MOCVD 장비를 사용하여 에피층들을 성장시켜 약 600×600 ㎛2 크기의 발광 다이오드를 제작하였다. 다른 조건은 모두 동일하게 하고, 비교예 1은 첫 번째 장벽층에 Si을 1E19/㎤ 미만 도핑하였고, 비교예 2는 첫 번째 장벽층에 Si을 약 1E19/㎤ 도핑하였으며, 비교예 3은 첫 번째 장벽층에 Si을 1.5E19/㎤ 도핑하였고, 실시예는 첫 번째 장벽층 앞에 우물층(17w)보다 대략 4% 적은 In 함량을 갖는 밴드갭 조절층(16w: 준 우물층)을 형성하고, 밴드갭 조절층(16w)에 약 1.5E19/㎤의 Si을 도핑하였다.
웨이퍼 레벨에서 역방향 전류 Ir(@-5V)는 비교예 1, 2 및 실시예가 큰 차이를 나타내지 않았으나, 비교예 3은 비교예 1의 10배 이상의 역방형 전류 값을 나타내었다. 칩 레벨에서도 역방향 전류 Ir(@-5V)는 비교예 1, 2 및 실시예가 큰 차이를 나타내지 않았으나, 비교예 3은 비교예 1의 3배 이상의 역방향 전류 값을 나타내었다.
한편, ESD 테스트 결과, 비교예 1은 약 30%의 ESD 수율(ESD 테스트 후 양호한 상태의 칩 수율)을 나타내었으며, 비교예 2는 55.7%, 비교예 3은 66.0%, 실시예는 78.5%의 ESD 수율을 나타내었다.
결국, 본 발명에 따른 실시예는 전류 누설이 나빠지지 않으면서 가장 양호한 ESD 수율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
11 기판, 13 버퍼층, 15 n형 콘택층, 15h 고농도 도핑층,
16 캐리어 보유 영역, 16w 밴드갭 조절층(고농도 도핑층),
16b: 밴드갭 조절층, 16h: 고농도 도핑층, 17 활성 영역,
17b 장벽층, 17w 우물층, 19 p형 콘택층, 21 n-전극, 23 p-전극

Claims (11)

  1. n형 콘택층;
    p형 콘택층;
    상기 n형 콘택층과 p형 콘택층 사이에 개재되고, 장벽층과 우물층을 포함하는 활성 영역; 및
    상기 n형 콘택층과 상기 활성 영역 사이에서 상기 활성 영역에 접하여 위치하며 캐리어를 보유하기 위한 캐리어 보유 영역을 포함하되,
    상기 캐리어 보유 영역은, 상기 n형 콘택층 내의 Si 도핑 농도보다 더 높은 1E19/㎤~1E21/㎤ 범위의 Si 도핑 농도를 갖는 고농도 도핑층, 및 상기 고농도 도핑층 내부의 캐리어가 상기 활성 영역 내로 확산되는 것을 방지하도록 에너지 밴드갭이 조절된 밴드갭 조절층을 가지며,
    상기 고농도 도핑층은 상기 장벽층보다 좁은 밴드갭을 갖고,
    상기 밴드갭 조절층은 상기 장벽층보다 넓은 밴드갭을 가지며, 상기 고농도 도핑층과 상기 활성 영역 사이에 위치하는 발광 다이오드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 n형 콘택층 아래에 위치하는 기판을 더 포함하는 발광 다이오드
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 n형 콘택층에 전기적으로 접속된 n-전극; 및
    상기 p형 콘택층에 전기적으로 접속된 p-전극을 더 포함하는 발광 다이오드.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 활성 영역과 상기 p형 콘택층 사이에 개재된 p형 클래드층을 더 포함하는 발광 다이오드.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 우물층은 InGaN으로 형성되고, 상기 장벽층은 GaN으로 형성된 발광 다이오드.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 우물층은 InGaN으로 형성되고, 상기 장벽층은 GaN으로 형성되며, 상기 밴드갭 조절층은 AlGaN으로 형성된 발광 다이오드.
  11. 삭제
KR1020130039697A 2013-04-11 2013-04-11 개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드 KR102035292B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130039697A KR102035292B1 (ko) 2013-04-11 2013-04-11 개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드
CN201480019694.1A CN105103311B (zh) 2013-04-11 2014-02-26 具有经改善的静电放电特性的发光二极管
PCT/KR2014/001570 WO2014168334A1 (ko) 2013-04-11 2014-02-26 개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130039697A KR102035292B1 (ko) 2013-04-11 2013-04-11 개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140122817A KR20140122817A (ko) 2014-10-21
KR102035292B1 true KR102035292B1 (ko) 2019-10-22

Family

ID=51689710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130039697A KR102035292B1 (ko) 2013-04-11 2013-04-11 개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102035292B1 (ko)
CN (1) CN105103311B (ko)
WO (1) WO2014168334A1 (ko)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7812366B1 (en) * 2005-03-18 2010-10-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Ultraviolet light emitting AlGaN composition, and ultraviolet light emitting device containing same
JP2007088269A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Matsushita Electric Works Ltd 半導体発光素子およびそれを用いる照明装置ならびに半導体発光素子の製造方法
KR100946034B1 (ko) * 2008-02-01 2010-03-09 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자
CN101859825A (zh) * 2009-04-07 2010-10-13 山东璨圆光电科技有限公司 具有载子提供层的多层量子阱氮化物发光二极管
JP5709899B2 (ja) * 2010-01-05 2015-04-30 ソウル バイオシス カンパニー リミテッドＳｅｏｕｌ Ｖｉｏｓｙｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 発光ダイオード及びその製造方法
KR101712549B1 (ko) * 2010-01-05 2017-03-22 서울바이오시스 주식회사 스페이서층을 가지는 발광 다이오드
KR20110090118A (ko) * 2010-02-02 2011-08-10 삼성엘이디 주식회사 반도체 발광소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140122817A (ko) 2014-10-21
WO2014168334A1 (ko) 2014-10-16
CN105103311B (zh) 2018-09-25
CN105103311A (zh) 2015-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102224116B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR20120100056A (ko) 발광 소자
KR20150048337A (ko) 근자외선 발광 소자
KR20100049451A (ko) 질화물 반도체 소자
KR102317872B1 (ko) 자외선 발광소자 및 조명시스템
KR102238195B1 (ko) 자외선 발광소자 및 조명시스템
KR20100066207A (ko) 반도체 발광소자
KR20100024154A (ko) 발광 다이오드
KR102237123B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR102035292B1 (ko) 개선된 정전 방전 특성을 갖는 발광 다이오드
KR20160043751A (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR20160115217A (ko) 발광소자, 발광소자 패키지, 및 이를 포함하는 조명시스템
KR102237120B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR20160107441A (ko) 자외선 발광소자 및 조명시스템
KR102224109B1 (ko) 발광소자, 발광소자 제조방법 및 조명시스템
KR102212781B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR102315594B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR101583276B1 (ko) 전류 분산을 위한 다층 구조체를 갖는 발광 다이오드
KR101983292B1 (ko) 발광소자
KR101144523B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR20110100569A (ko) 질화물 반도체 소자
KR102531349B1 (ko) 발광소자
KR102249633B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR102473764B1 (ko) 질화물계 반도체층 및 그 성장 방법
KR102181490B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant