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

KR20100129048A - Efficient light emission diode structure for adopting with contact metal electrode finger - Google Patents

Efficient light emission diode structure for adopting with contact metal electrode finger Download PDF

Info

Publication number
KR20100129048A
KR20100129048A KR1020090047797A KR20090047797A KR20100129048A KR 20100129048 A KR20100129048 A KR 20100129048A KR 1020090047797 A KR1020090047797 A KR 1020090047797A KR 20090047797 A KR20090047797 A KR 20090047797A KR 20100129048 A KR20100129048 A KR 20100129048A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal electrode
contact metal
nitride semiconductor
semiconductor layer
type
Prior art date
Application number
KR1020090047797A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101056422B1 (en
Inventor
남옥현
박지숙
민대홍
정주철
이상원
Original Assignee
한국산업기술대학교산학협력단
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 한국산업기술대학교산학협력단 filed Critical 한국산업기술대학교산학협력단
Priority to KR1020090047797A priority Critical patent/KR101056422B1/en
Publication of KR20100129048A publication Critical patent/KR20100129048A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101056422B1 publication Critical patent/KR101056422B1/en

Links

Images

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: A highly efficient light emission diode structure is provided to improve the light efficiency even in the low forward voltage by forming the structure of a contact metal electrode of P type and N type in finger type. CONSTITUTION: A n-type contact metal electrode(22) is electrically connected to a n-type nitride semiconductor layer(20). The n-type contact metal electrode is made of Ni, Au, or their alloy. A transparent conductive film(52) is formed on the p-type nitride semiconductor layer. A p-type contact metal electrode(54) is formed on the partial area of the transparent conductive film.

Description

콘택 금속 전극 핑거를 적용한 효율적인 발광 다이오드 구조{Efficient Light Emission Diode Structure for Adopting with Contact Metal Electrode Finger}Efficient Light Emission Diode Structure for Adopting with Contact Metal Electrode Finger

본 발명은 발광 다이오드(Light Emission Diode: LED)에 관한 것으로서, 특히, 낮은 순방향 전압에서도 광효율이 좋으며 전류를 분산시킬 수 있도록 p형 및 n형의 콘택 금속 전극의 구조를 핑거(finger) 타입으로 하여 최대한의 광 방출이 가능하면서 활성층에서 고른 온도 분포가 이루어지도록 한 발광 다이오드에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to light emitting diodes (LEDs). In particular, the p-type and n-type contact metal electrodes are structured with a finger type so that light efficiency is good even at low forward voltage and current can be dispersed. The present invention relates to a light emitting diode capable of maximizing light emission and achieving an even temperature distribution in the active layer.

발광 다이오드는 p형 반도체층과 n형 반도체층 사이에 활성층을 접합한 구조로서, 순방향 전압을 인가하면 활성층에서 여기된 전자가 재결합하면서 빛을 방출하는 원리로 동작한다.The light emitting diode is a structure in which an active layer is bonded between a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer, and when a forward voltage is applied, the light emitting diode recombines the excited electrons in the active layer to emit light.

이와 같은 발광 다이오드는 자동차 계기판, 미등, 키보드, 신호등이나 LCD 백라이트 등과 같은 각종 전자 기기의 발광 램프로서 이용되고 있다.Such light emitting diodes are used as light emitting lamps of various electronic devices such as automobile dashboards, taillights, keyboards, traffic lights and LCD backlights.

그러나, 일반적인 발광 다이오드는 활성층에서 고휘도의 광을 방출할 때 많은 열을 수반한다. 발광 다이오드에서의 열 발생은 광효율을 저하시키며 수명을 단 축시키므로, 최대의 광효율과 최적의 열 발산이 가능한 발광다이오드 구조가 요구되고 있다. However, typical light emitting diodes involve a lot of heat when emitting high brightness light in the active layer. Since heat generation in light emitting diodes reduces light efficiency and shortens lifetime, there is a demand for a light emitting diode structure capable of maximum light efficiency and optimal heat dissipation.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 낮은 순방향 전압에서도 광효율이 좋으며 전류를 분산시킬 수 있도록 p형 및 n형의 콘택 금속 전극의 구조를 핑거(finger) 타입으로 하여 최대한의 광 방출이 가능하면서 활성층에서 고른 온도 분포가 이루어지도록 한 발광 다이오드를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the efficiency of light even at low forward voltage and to provide a finger type structure of p-type and n-type contact metal electrodes to disperse current. It is possible to provide a light emitting diode capable of maximizing light emission and achieving an even temperature distribution in the active layer.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 발광 다이오드는, n형 질화물 반도체층과 p형 질화물 반도체층 사이에 활성층을 갖는 사각 모양의 발광 다이오드에 있어서, 상기 n형 질화물 반도체층의 일부 가장자리에서 상기 n형 질화물 반도체층과 전기적으로 연결되는 n형 콘택 금속 전극을 형성하고, 상기 n형 질화물 반도체층의 상기 일부 가장자리를 제외한 상기 p형 질화물 반도체층 위에 투명 도전막을 형성한 후, 상기 투명 도전막 위의 일부 영역에 p형 콘택 금속 전극을 형성하며, 상기 n형 콘택 금속 전극은 상기 n형 질화물 반도체층의 장방향으로 일단에 위치한 제1 본딩 영역을 중심으로 좌우 대칭의 핑거 형태로 상기 n형 질화물 반도체층의 좌우 가장자리를 따라 일정 폭과 소정 길이로 연장되고, 상기 p형 콘택 금속 전극은 상기 제1 본딩 영 역의 반대쪽에 상기 장방향으로 타단에 위치한 제2 본딩 영역의 안쪽 네크(neck)에서 단일 핑거 형태로 상기 제1 본딩 영역의 중심을 향하여 일정 폭과 소정 길이로 연장된 것을 특징으로 한다.First, to summarize the features of the present invention, a light emitting diode according to an aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, the rectangular shape having an active layer between the n-type nitride semiconductor layer and the p-type nitride semiconductor layer. A light emitting diode, comprising: forming an n-type contact metal electrode electrically connected to the n-type nitride semiconductor layer at some edges of the n-type nitride semiconductor layer, and the p-type except for the partial edge of the n-type nitride semiconductor layer After the transparent conductive film is formed on the nitride semiconductor layer, a p-type contact metal electrode is formed in a portion of the transparent conductive film, and the n-type contact metal electrode is formed at one end in the long direction of the n-type nitride semiconductor layer. 1 having a predetermined width and a predetermined length along left and right edges of the n-type nitride semiconductor layer in a symmetrical finger shape with respect to the bonding region The p-type contact metal electrode extending toward the center of the first bonding region in the form of a single finger at an inner neck of a second bonding region located at the other end in the longitudinal direction opposite to the first bonding region. It is characterized by extending to a predetermined width and a predetermined length.

상기 p형 콘택 금속 전극의 상기 단일 핑거는 상기 장방향 길이의 3/4 이내의 길이일 수 있다. The single finger of the p-type contact metal electrode may be within 3/4 of the long length.

상기 n형 콘택 금속 전극의 상기 좌우 대칭의 핑거는 상기 네크로부터 상기 장방향으로 반대쪽 상기 n형 질화물 반도체층의 단부까지 길이 이내일 수 있다.The symmetrical fingers of the n-type contact metal electrode may be within a length from the neck to an end of the n-type nitride semiconductor layer opposite in the longitudinal direction.

상기 n형 콘택 금속 전극의 상기 좌우 대칭의 핑거는 상기 네크로부터 상기 장방향으로 반대쪽 상기 n형 질화물 반도체층의 단부까지 길이의 3/4일 수 있다. The symmetrical fingers of the n-type contact metal electrode may be three quarters of the length from the neck to an end of the n-type nitride semiconductor layer opposite in the longitudinal direction.

상기 발광 다이오드는, 장방향으로 700 마이크로미터 및 단방향으로 350 마이크로미터 이하의 사각 모양이고, 상기 n형 콘택 금속 전극의 상기 좌우 대칭의 핑거는 폭 1 내지 30 마이크로미터 이내 및 길이 5 내지 600 마이크로미터 이내이며, 상기 p형 콘택 금속 전극의 상기 단일 핑거는 폭 1 내지 30 마이크로미터 이내 및 길이 5 내지 500 마이크로미터 이내일 수 있다. The light emitting diode has a rectangular shape of 700 micrometers in a long direction and 350 micrometers or less in a unidirectional direction, and the symmetrical fingers of the n-type contact metal electrode have a width of 1 to 30 micrometers and a length of 5 to 600 micrometers. The single finger of the p-type contact metal electrode may be within 1 to 30 micrometers in width and within 5 to 500 micrometers in length.

상기 n형 질화물 반도체층은 Si 도핑한 GaN 층이고, 상기 p형 질화물 반도체층은 Mg 도핑한 GaN 층이며, 상기 활성층은 GaN 배리어층과 InxGa1 -xN(0<x<1) 우물층을 포함한다. The n-type nitride semiconductor layer is a Si-doped GaN layer, the p-type nitride semiconductor layer is a Mg-doped GaN layer, the active layer is a GaN barrier layer and In x Ga 1- x N (0 <x <1) wells Layer.

상기 배리어층 또는 상기 우물층은 Si, O, S, C, Ge, Zn, Cd, Mg 중 적어도 어느 하나로 도핑될 수 있다. The barrier layer or the well layer may be doped with at least one of Si, O, S, C, Ge, Zn, Cd, and Mg.

본 발명에 따른 발광 다이오드에 따르면, p형 및 n형의 콘택 금속 전극의 구조를 핑거(finger) 타입으로 하여, 낮은 순방향 전압에서도 우수한 광효율을 얻을 수 있으며, 최대한의 광 방출이 가능한 구조로서 활성층에서 고른 온도 분포가 이루어져 안정적인 동작을 보장할 수 있다.According to the light emitting diode according to the present invention, the structure of the p-type and n-type contact metal electrode as a finger (finger type), it is possible to obtain excellent light efficiency even at a low forward voltage, and to maximize the light emission structure in the active layer Even temperature distribution ensures stable operation.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a cross-sectional view of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드는, Si 도핑한 GaN 층(2 마이크로미터 정도)인 n형 질화물 반도체층(20), GaN 배리어층(7.5 나노미터 정도)과 In0 .15Ga0 .85N 우물층(2.5 나노미터 정도)을 수회(5회 정도) 반복하여 MQW(multi quantum well) 구조로 형성한 활성층(30), Al0 .12Ga0 .88N 층(20 나노미터 정도)인 전자 차단층(EBL: electron blocking layer)(40), 및 Mg 도핑(Mg 도펀트 농도 약 5*1019 정도)한 GaN 층(100 나노미터 정도)인 p형 질화물 반도체층(50)을 차례로 적층한 구조를 갖는다. 활성층(30)의 InGaN 우물층과 GaN 배리어층은 모두 1*1019 정도의 Si 도펀트 농도로 도핑될 수 있다. 전자 차단층(40)도 Mg 도펀트 농도 약 5*1019 정도로 도핑될 수 있다. Referring to FIG. 1, a light emitting diode according to an embodiment of the present invention includes an n-type nitride semiconductor layer 20, a GaN barrier layer (about 7.5 nanometers), and an In doped GaN layer (about 2 micrometers). 0 .15 Ga 0 .85 N well layer (2.5-nm or so) the number of times (five times), repeat the MQW (multi quantum well) structure in which an active layer (30), Al 0 .12 0 .88 Ga N layer formed to a An electron blocking layer (EBL) 40 (about 20 nanometers) and a p-type nitride semiconductor layer (about 100 nanometers) of a GaN layer (about 100 nanometers) doped with Mg (about 5 * 10 19 Mg dopant concentration). It has a structure which laminated | stacked 50 in order. Both the InGaN well layer and the GaN barrier layer of the active layer 30 may be doped with a Si dopant concentration of about 1 * 10 19 . The electron blocking layer 40 may also be doped with an Mg dopant concentration of about 5 * 10 19 .

여기서, 활성층(30)을 구성하는 우물층은 In0 .15Ga0 .85N층인 예를 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, InxGa1 -xN(0<x<1)과 같이, In과 Ga의 비율을 다르게 할 수도 있으며, 또한, 전자 차단층(40)은 Al0 .12Ga0 .88N 층인 예를 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, AlxGa1 - xN (0<x<1)와 같이, Al과 Ga의 비율을 다르게 할 수도 있다. 또한, 활성층(30)을 구성하는 배리어층 또는 우물층은 위와 같은 Si이외에도 Si, O, S, C, Ge, Zn, Cd, Mg 중 적어도 어느 하나로 도핑될 수 있다. Here, the well layer constituting the active layer 30, but is heard for example a layer In 0 .15 Ga 0 .85 N, not limited to this, as shown in the In x Ga 1 -x N (0 <x <1), may be different from the ratio of in and Ga, in addition, the electron blocking layer 40 is Al 0 .12 Ga 0 .88 N layer but hear an example, not limited to this, Al x Ga 1 - x N (0 As in <x <1), the ratio of Al and Ga may be different. In addition, the barrier layer or the well layer constituting the active layer 30 may be doped with at least one of Si, O, S, C, Ge, Zn, Cd, and Mg in addition to Si as described above.

도 2와 같이, n형 질화물 반도체층(20)의 일부 가장자리를 따라 650나노미터 정도의 깊이로 식각한 후, n형 질화물 반도체층(20)의 일부 가장자리에서 n형 질화물 반도체층(20)과 전기적으로 연결되는 n형 콘택 금속 전극(22)이 110 나노미터 정도의 두께로 형성된다. n형 콘택 금속 전극(22)은 Ni, Au, 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. As shown in FIG. 2, after etching to a depth of about 650 nanometers along some edges of the n-type nitride semiconductor layer 20, the n-type nitride semiconductor layer 20 and the n-type nitride semiconductor layer 20 are formed at some edges of the n-type nitride semiconductor layer 20. The n-type contact metal electrode 22 which is electrically connected is formed to a thickness of about 110 nanometers. The n-type contact metal electrode 22 may be made of Ni, Au, or an alloy thereof.

n형 질화물 반도체층(20)의 위와 같이 n형 콘택 금속 전극(22)이 형성되는 일부 가장자리를 제외한 p형 질화물 반도체층(50) 위에는 투명 도전막(ITO: In Tin Oxide)이 형성된다. 투명 도전막(52) 위의 일부 영역에는 p형 콘택 금속 전극(54)이 110 나노미터 정도의 두께로 형성된다. p형 콘택 금속 전극(54)은 Ni, Au, 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.A transparent conductive film (ITO: In Tin Oxide) is formed on the p-type nitride semiconductor layer 50 except for some edges on which the n-type contact metal electrode 22 is formed, as in the n-type nitride semiconductor layer 20. In some regions on the transparent conductive film 52, the p-type contact metal electrode 54 is formed to a thickness of about 110 nanometers. The p-type contact metal electrode 54 may be made of Ni, Au, or an alloy thereof.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a plan view of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드는 위에서 볼 때(top view), 사각 모양일 수 있으며, 위에서 기술한 바와 같이, n형 질화물 반도체층(20)의 일부 가장자리에서 n형 질화물 반도체층(20)과 전기적으로 연결되는 n형 콘택 금속 전극(22)을 형성하고, n형 질화물 반도체층(20)의 상기 일부 가장자리를 제외한 p형 질화물 반도체층(50) 위에 투명 도전막(52)을 형성한 후, 투명 도전막(52) 위의 일부 영역에 p형 콘택 금속 전극(54)을 형성한 구조를 갖는다. 도 2와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드는 장방향으로 700 마이크로미터(L) 및 단방향으로 350 마이크로미터(W)인 직사각형 모양으로 제조될 수 있고, 경우에 따라서는 위와 같은 장방향 길이 및 단방향 길이의 비율을 유지하면서 그 이하 또는 그 이상의 장방향 길이 및 단방향 길이를 갖도록 제조될 수 있다. The light emitting diode according to the embodiment of the present invention may have a square shape when viewed from the top, and as described above, the n-type nitride semiconductor layer 20 is formed at some edges of the n-type nitride semiconductor layer 20. ) And an n-type contact metal electrode 22 electrically connected thereto, and a transparent conductive film 52 is formed on the p-type nitride semiconductor layer 50 except for some edges of the n-type nitride semiconductor layer 20. After that, the p-type contact metal electrode 54 is formed in a partial region on the transparent conductive film 52. 2, the light emitting diode according to an embodiment of the present invention may be manufactured in a rectangular shape of 700 micrometers (L) in the long direction and 350 micrometers (W) in the unidirectional direction, in some cases as described above It can be manufactured to have less than or more long length and unidirectional length while maintaining the ratio of directional length and unidirectional length.

좀더 구체적으로, n형 콘택 금속 전극(22)은 n형 질화물 반도체층(20)의 장방향으로 일단에 위치한 제1 본딩 영역을 중심으로 좌우 대칭의 핑거(finger) 형태로 n형 질화물 반도체층(20)의 좌우 가장자리를 따라 일정 폭(예를 들어, 폭 1 내지 30 마이크로미터 이내)과 소정 길이(예를 들어, 5 내지 600 마이크로미터 이내)로 연장될 수 있다. 또한, p형 콘택 금속 전극(54)은 제1 본딩 영역의 반대쪽에 장방향으로 타단에 위치한 제2 본딩 영역의 안쪽 네크(neck)에서 단일 핑거 형태로 제1 본딩 영역의 중심을 향하여 일정 폭(예를 들어, 1 내지 30 마이크로미터 이내)과 소정 길이(예를 들어, 5 내지 500 마이크로미터 이내)로 연장될 수 있다. More specifically, the n-type contact metal electrode 22 has an n-type nitride semiconductor layer in the form of a symmetrical finger around the first bonding region located at one end in the long direction of the n-type nitride semiconductor layer 20 ( 20 may extend along a left and right edge of a predetermined width (eg, within a width of 1 to 30 micrometers) and a predetermined length (eg, within 5 to 600 micrometers). In addition, the p-type contact metal electrode 54 has a predetermined width toward the center of the first bonding region in the form of a single finger at the inner neck of the second bonding region located at the other end in the longitudinal direction opposite to the first bonding region. For example, within 1 to 30 micrometers) and to a predetermined length (eg, within 5 to 500 micrometers).

특히, p형 콘택 금속 전극(54)의 단일 핑거의 길이(F1)는 도 2와 같이 장방향 길이(L)의 1/2 정도가 적당하지만, 대체로 3/4 이내이면 충분히 우수한 특성을 얻을 수 있다. In particular, the length F1 of the single finger of the p-type contact metal electrode 54 is preferably about 1/2 of the longitudinal length L as shown in FIG. 2, but if it is generally within 3/4, a sufficiently good characteristic can be obtained. have.

또한, n형 콘택 금속 전극(22)의 위와 같은 좌우 대칭의 핑거는 p형 콘택 금속 전극(54)의 네크로부터 장방향으로 반대쪽 n형 질화물 반도체층(20)의 단부까지 길이(F2) 이내일 수 있다. 도 2는, n형 콘택 금속 전극(22)의 위와 같은 좌우 대칭의 핑거의 길이를 (3/4)*F2로 한 경우를 예시한 것이며, 도 3은 해당 길이를 F2로 한 경우를 예시하며, 도 4는 (1/2)*F2로 한 경우를 예시한다. Further, the symmetrical fingers as above on the n-type contact metal electrode 22 may be within a length F2 from the neck of the p-type contact metal electrode 54 to the end of the opposite n-type nitride semiconductor layer 20 in the longitudinal direction. Can be. FIG. 2 illustrates a case where the length of the symmetrical fingers as (3/4) * F2 of the n-type contact metal electrode 22 is set to (3/4) * F2, and FIG. 3 illustrates a case where the length is set to F2. 4 exemplifies a case where (1/2) * F2 is used.

특히, 도 2와 같이, n형 콘택 금속 전극(22)의 좌우 대칭의 핑거의 길이를 (3/4)*F2로 한 경우에, 도 5 내지 도 9와 같이 우수한 발광 다이오드 특성을 나타내므로, 이를 선택하는 것이 바람직하다. In particular, as shown in FIG. 2, when the length of the symmetrical finger of the n-type contact metal electrode 22 is (3/4) * F2, excellent light emitting diode characteristics are shown as in FIGS. 5 to 9. It is preferable to select this.

본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드는, n형 콘택 금속 전극(22)과 p형 콘택 금속 전극(54)의 해당 본딩 영역을 소정 리드 프레임(lead frame)의 해당 리드 전극과 연결시켜서, 순방향 전압 3.2V 정도를 인가함으로써, 활성층(30)에서 여기되는 전자에 의하여 빛을 방출할 수 있다. 전자 차단층(40)은 활성층(30)에서 여기되는 전자가 p형 콘택 금속 전극(54) 쪽으로 빠져나가지 않도록 하여 많은 전자가 활성층(30)에 머무르도록 하여 광효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 활성층(30)은 GaN 배리어층-InGaN 우물층-GaN 배리어층-InGaN 우물층..-GaN 배리어층와 같이, GaN 배리어층들(예를 들어, 6회) 사이에 InGaN 우물층들(예를 들어, 5회) 이 샌드위치 형태로 위치하도록 반복 형성하여, GaN 배리어층 보다 상대적으로 낮은 밴드 갭(band gap)을 가지는InGaN 우물층에 의하여 형성되는 우물(well)에 여기 전자를 가두어 광효율을 더욱 증가시킬 수 있다.In the light emitting diode according to the embodiment of the present invention, the bonding region of the n-type contact metal electrode 22 and the p-type contact metal electrode 54 is connected to the corresponding lead electrode of a predetermined lead frame, thereby forwarding. By applying a voltage of about 3.2V, light can be emitted by electrons excited in the active layer 30. The electron blocking layer 40 may prevent the electrons excited from the active layer 30 from escaping toward the p-type contact metal electrode 54 so that many electrons stay in the active layer 30 to increase the light efficiency. In addition, the active layer 30 may include an InGaN well layer (eg, six times) between GaN barrier layers (eg, six times), such as a GaN barrier layer-InGaN well layer-GaN barrier layer-InGaN well layer. For example, 5 times) is repeatedly formed so as to be sandwiched, thereby trapping excitation electrons in a well formed by an InGaN well layer having a band gap relatively lower than that of the GaN barrier layer, thereby further improving light efficiency. Can be increased.

도 5는 도 2의 구조에 대한 활성층(30) 온도 분포를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다.FIG. 5 is a simulation result for describing the temperature distribution of the active layer 30 for the structure of FIG. 2.

도 2와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드를 순방향 전압 3.2V 정도에서 동작시킨 후에 대한 온도 분포의 시뮬레이션 결과, 고온 영역(510)이 p형 콘택 금속 전극(54)의 단일 핑거의 끝부분을 중심으로 상하 좌우로 대칭적으로 분포함을 볼 수 있으며, 이 경우에 중심부 최대 온도(301.37K)와 가장자리의 최소 온도(300.31K)의 차이는 1.0K 정도에 불과함을 알 수 있었다.As a result of simulation of the temperature distribution after operating the light emitting diode according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 2 at a forward voltage of about 3.2V, the high temperature region 510 is the end of a single finger of the p-type contact metal electrode 54. It can be seen that it is symmetrically distributed up, down, left and right about the part, and in this case, the difference between the maximum temperature of the center (301.37K) and the minimum temperature (300.31K) of the edge is only about 1.0K.

도 6은 도 2의 구조에 대한 활성층(30) 전류 분포를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다.6 is a simulation result for explaining the current distribution of the active layer 30 for the structure of FIG.

도 2와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드를 순방향 전압 3.2V 정도에서 동작시킨 후에 대한 전류 분포의 시뮬레이션 결과, 고전류 밀도 영역(610)이 p형 콘택 금속 전극(54)의 단일 핑거의 끝부분을 중심으로 그 주변에 골고루 분포함을 볼 수 있으며, 이 경우에 중심부 최대 전류 밀도(22.68A/cm2)와 가장자리의 최소 전류 밀도(4.09A/cm2)의 차이는 20A/cm2 이내에 불과함을 알 수 있었다.As a result of simulation of current distribution for the light emitting diode according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 2 after operating at a forward voltage of about 3.2V, the high current density region 610 is formed by the single finger of the p-type contact metal electrode 54. Evenly distributed around the tip, in this case, the difference between the center maximum current density (22.68A / cm 2 ) and the edge minimum current density (4.09A / cm 2 ) is 20A / cm 2 Within a few minutes was found.

도 7은 도 2의 구조에 대한 활성층(30) 광 방출 전력 분포를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다.FIG. 7 is a simulation result for describing the light emission power distribution of the active layer 30 for the structure of FIG. 2.

도 2와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드를 순방향 전압 3.2V 정도에서 동작시킨 후에 대한 광 출력 전력 분포의 시뮬레이션 결과, 고전력 밀도 영역(710)이 p형 콘택 금속 전극(54)의 단일 핑거의 끝부분을 중심으로 넓은 영역에 골고루 분포함을 볼 수 있으며, 이 경우에 중심부 최대 전력 밀도(25.75W/cm2)와 가장자리의 최소 전력 밀도(5.12W/cm2)의 차이는 20W/cm2 정도로 나타났다.As a result of simulation of the light output power distribution after operating the light emitting diode according to the exemplary embodiment of the present invention as shown in FIG. 2 at a forward voltage of about 3.2V, the high power density region 710 is a single portion of the p-type contact metal electrode 54. Focusing on the tips of the finger can be seen to include a wide area uniformly minutes, in which case the difference between the center of the maximum power density (25.75W / cm 2) and the minimum power density (5.12W / cm 2) of the edge is 20W / It appeared about 2 cm.

도 8은 도 2의 구조에 대한 n형 콘택 금속 전극(22)의 전류 분포를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다.8 is a simulation result for explaining the current distribution of the n-type contact metal electrode 22 for the structure of FIG.

도 2와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드를 순방향 전압 3.2V 정도에서 동작시킨 후에 대한 전류 분포의 시뮬레이션 결과, n형 콘택 금속 전극(22)의 좌우 대칭의 핑거에서 전류가 골고루 분포하여, 그 좌우 대칭의 핑거 끝에서 전류 밀도가 도 3이나 도 4의 구조에 비하여 우수함을 확인하였다. 특히, 도 2의 구조에서 n형 콘택 금속 전극(22)의 좌우 대칭의 핑거 끝(810)에서 전류 밀도는 도 3의 구조에 비하여 45% 감소함을 확인하였다. As a result of simulation of current distribution after operating the light emitting diode according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 2 at a forward voltage of about 3.2V, current is evenly distributed in the left and right fingers of the n-type contact metal electrode 22. It was confirmed that the current density at the fingertips of the left and right symmetry is superior to the structure of FIG. 3 or 4. In particular, it was confirmed that the current density at the fingertips 810 of the left and right symmetry of the n-type contact metal electrode 22 in the structure of Figure 2 is reduced by 45% compared to the structure of FIG.

도 9는 도 2의 구조에 대한 p형 콘택 금속 전극(54)의 전류 분포를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다.9 is a simulation result for explaining the current distribution of the p-type contact metal electrode 54 for the structure of FIG.

도 2와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드를 순방향 전압 3.2V 정도에서 동작시킨 후에 대한 전류 분포의 시뮬레이션 결과, p형 콘택 금속 전극(54)의 네크 아래의 단일 핑거에서 전류가 골고루 분포하여, 평균적인 전류 밀도 영역(910)이 도 3이나 도 4의 구조에 비하여 넓게 분포함을 확인하였다. As a result of simulation of current distribution for the light emitting diode according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 2 after operating at a forward voltage of about 3.2V, current is evenly distributed in a single finger under the neck of the p-type contact metal electrode 54. As a result, it was confirmed that the average current density region 910 is wider than the structure of FIG. 3 or FIG. 4.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a cross-sectional view of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a plan view of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에서 n형 콘택 금속 전극의 다른 길이를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining another length of the n-type contact metal electrode in FIG.

도 4는 도 2에서 n형 콘택 금속 전극의 또 다른 길이를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining another length of the n-type contact metal electrode in FIG.

도 5는 도 2의 구조에 대한 활성층 온도 분포를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다.FIG. 5 is a simulation result for describing an active layer temperature distribution of the structure of FIG. 2.

도 6은 도 2의 구조에 대한 활성층 전류 분포를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다.FIG. 6 is a simulation result for describing an active layer current distribution of the structure of FIG. 2.

도 7은 도 2의 구조에 대한 활성층 광 방출 전력 분포를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다.7 is a simulation result for describing an active layer light emission power distribution of the structure of FIG. 2.

도 8은 도 2의 구조에 대한 n형 콘택 금속 전극의 전류 분포를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다.FIG. 8 is a simulation result for describing a current distribution of an n-type contact metal electrode of the structure of FIG. 2.

도 9는 도 2의 구조에 대한 p형 콘택 금속 전극의 전류 분포를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다.FIG. 9 is a simulation result for describing a current distribution of a p-type contact metal electrode for the structure of FIG. 2.

Claims (7)

n형 질화물 반도체층과 p형 질화물 반도체층 사이에 활성층을 갖는 사각 모양의 발광 다이오드에 있어서,In the rectangular light emitting diode having an active layer between the n-type nitride semiconductor layer and the p-type nitride semiconductor layer, 상기 n형 질화물 반도체층의 일부 가장자리에서 상기 n형 질화물 반도체층과 전기적으로 연결되는 n형 콘택 금속 전극을 형성하고,Forming an n-type contact metal electrode electrically connected to the n-type nitride semiconductor layer at some edges of the n-type nitride semiconductor layer, 상기 n형 질화물 반도체층의 상기 일부 가장자리를 제외한 상기 p형 질화물 반도체층 위에 투명 도전막을 형성한 후, 상기 투명 도전막 위의 일부 영역에 p형 콘택 금속 전극을 형성하며,Forming a transparent conductive film on the p-type nitride semiconductor layer except for the partial edges of the n-type nitride semiconductor layer, and then forming a p-type contact metal electrode in a partial region on the transparent conductive film, 상기 n형 콘택 금속 전극은 상기 n형 질화물 반도체층의 장방향으로 일단에 위치한 제1 본딩 영역을 중심으로 좌우 대칭의 핑거 형태로 상기 n형 질화물 반도체층의 좌우 가장자리를 따라 일정 폭과 소정 길이로 연장되고,The n-type contact metal electrode has a predetermined width and a predetermined length along left and right edges of the n-type nitride semiconductor layer in a symmetrical finger shape with respect to the first bonding region located at one end in the long direction of the n-type nitride semiconductor layer. Prolonged, 상기 p형 콘택 금속 전극은 상기 제1 본딩 영역의 반대쪽에 상기 장방향으로 타단에 위치한 제2 본딩 영역의 안쪽 네크에서 단일 핑거 형태로 상기 제1 본딩 영역의 중심을 향하여 일정 폭과 소정 길이로 연장된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.The p-type contact metal electrode extends a predetermined width and a predetermined length toward the center of the first bonding region in the form of a single finger in the inner neck of the second bonding region located at the other end in the longitudinal direction opposite to the first bonding region. Light emitting diodes, characterized in that. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 p형 콘택 금속 전극의 상기 단일 핑거는 상기 장방향 길이의 3/4 이내의 길이인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.And the single finger of the p-type contact metal electrode is less than 3/4 of the long length. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 n형 콘택 금속 전극의 상기 좌우 대칭의 핑거는 상기 네크로부터 상기 장방향으로 반대쪽 상기 n형 질화물 반도체층의 단부까지 길이 이내인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.And the symmetrical fingers of the n-type contact metal electrode are within a length from the neck to an end of the n-type nitride semiconductor layer opposite in the longitudinal direction. 제3항에 있어서, 상기 n형 콘택 금속 전극의 상기 좌우 대칭의 핑거는 상기 네크로부터 상기 장방향으로 반대쪽 상기 n형 질화물 반도체층의 단부까지 길이의 3/4인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.4. The light emitting diode of claim 3, wherein the left and right fingers of the n-type contact metal electrode are three quarters of a length from the neck to an end of the n-type nitride semiconductor layer opposite in the longitudinal direction. 제1항에 있어서, 상기 발광 다이오드는,The method of claim 1, wherein the light emitting diode, 장방향으로 700 마이크로미터 및 단방향으로 350 마이크로미터 이하의 사각 모양이고,Square shape of 700 micrometers in the longitudinal direction and 350 micrometers in the unidirectional direction, 상기 n형 콘택 금속 전극의 상기 좌우 대칭의 핑거는 폭 1 내지 30 마이크로미터 이내 및 길이 5 내지 600 마이크로미터 이내이며,The symmetrical fingers of the n-type contact metal electrode are within 1 to 30 micrometers in width and within 5 to 600 micrometers in length, 상기 p형 콘택 금속 전극의 상기 단일 핑거는 폭 1 내지 30 마이크로미터 이내 및 길이 5 내지 500 마이크로미터 이내인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.Wherein said single finger of said p-type contact metal electrode is within 1 to 30 micrometers in width and within 5 to 500 micrometers in length. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 n형 질화물 반도체층은 Si 도핑한 GaN 층이고, 상기 p형 질화물 반도체 층은 Mg 도핑한 GaN 층이며, The n-type nitride semiconductor layer is a Si-doped GaN layer, the p-type nitride semiconductor layer is an Mg-doped GaN layer, 상기 활성층은 GaN 배리어층과 InxGa1 -xN(0<x<1) 우물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.The active layer includes a GaN barrier layer and an In x Ga 1- x N (0 <x <1) well layer. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 배리어층 또는 상기 우물층은 Si, O, S, C, Ge, Zn, Cd, Mg 중 적어도 어느 하나로 도핑된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.The barrier layer or the well layer is a light emitting diode, characterized in that doped with at least one of Si, O, S, C, Ge, Zn, Cd, Mg.
KR1020090047797A 2009-05-29 2009-05-29 High efficiency light emitting diode KR101056422B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090047797A KR101056422B1 (en) 2009-05-29 2009-05-29 High efficiency light emitting diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090047797A KR101056422B1 (en) 2009-05-29 2009-05-29 High efficiency light emitting diode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100129048A true KR20100129048A (en) 2010-12-08
KR101056422B1 KR101056422B1 (en) 2011-08-12

Family

ID=43505850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090047797A KR101056422B1 (en) 2009-05-29 2009-05-29 High efficiency light emitting diode

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101056422B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140059411A (en) * 2012-11-08 2014-05-16 엘지이노텍 주식회사 Light emitting device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102501191B1 (en) * 2016-01-13 2023-02-17 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 light emitting device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100489037B1 (en) 2002-07-23 2005-05-11 엘지이노텍 주식회사 Light emitting diode and fabrication method for thereof
KR100616693B1 (en) 2005-08-09 2006-08-28 삼성전기주식회사 Semiconductor light emitting device
KR100732921B1 (en) * 2005-11-09 2007-06-27 (주)더리즈 Electrodes structure of light emitting device
KR100813597B1 (en) 2006-06-22 2008-03-17 삼성전기주식회사 Nitride semiconductor light emitting device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140059411A (en) * 2012-11-08 2014-05-16 엘지이노텍 주식회사 Light emitting device

Also Published As

Publication number Publication date
KR101056422B1 (en) 2011-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5490997B2 (en) AC drive type light emitting diode
KR101761385B1 (en) Light emitting device
US8212276B2 (en) Arrangement of electrodes for light emitting device
KR101007140B1 (en) Light emitting device
US20130015465A1 (en) Nitride semiconductor light-emitting device
JP4592560B2 (en) Nitride semiconductor light emitting device
JP5377725B1 (en) Semiconductor light emitting device
JP4476912B2 (en) Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
JP2007081180A (en) Semiconductor light-emitting element
JP5737096B2 (en) Group III nitride semiconductor light emitting device
TWI412162B (en) Semiconductor light-emitting element
JP2008277358A (en) Semiconductor light-emitting element
JP5518273B1 (en) Light emitting diode element and light emitting diode device
JP5814968B2 (en) Nitride semiconductor light emitting device
US20180166607A1 (en) Light emitting diode chip
KR20130111792A (en) Nitride based light emitting diode with improved current spreading performance and high brightness
US9577146B2 (en) Light-emitting element
KR101056422B1 (en) High efficiency light emitting diode
JP2004104132A (en) High efficiency light-emitting diode
JP2014022736A (en) Multiquantum well structure and light emitting diode having the same
JP3903988B2 (en) Nitride semiconductor device
JP5865870B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2012227289A (en) Semiconductor light-emitting device
KR101123012B1 (en) Light emitting devices
KR102175400B1 (en) Semiconductor light emitting device with nano structure

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
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140801

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150724

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160722

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170901

Year of fee payment: 7