KR20170071906A - Uv light emitting device and light emitting device package - Google Patents
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Abstract
실시예는 자외선 발광소자, 자외선 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명장치에 관한 것이다.
실시 예에 따른 자외선 발광소자는 AlGaN 계열의 제1 도전형 제1 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물과 제2 도전형 반도체층 상의 제1 전극, 및 제2 도전형 반도체층 상의 제1 전극과 접하고 제1 도전형 제2 반도체층 내지 제1 도전형 제4 반도체층을 포함하는 전류 퍼짐층을 포함할 수 있다. 실시 예는 전류 퍼짐층에 의해 제2 도전형 반도체층 및 제1 전극과 오믹 접촉되고, 자외선 파장의 광 흡수를 개선함과 동시에 도핑된 제1 도펀트와 Al 조성에 의해 전류 퍼짐(current spreading)을 개선할 수 있다.Embodiments relate to an ultraviolet light emitting device, a method of manufacturing an ultraviolet light emitting device, a light emitting device package, and a lighting device.
The ultraviolet light emitting device according to the embodiment includes a light emitting structure including an AlGaN-based first conductive type first semiconductor layer, an active layer, and a second conductive type semiconductor layer, a first electrode on the second conductive type semiconductor layer, And a current spreading layer in contact with the first electrode on the semiconductor layer and including the first conductive type second semiconductor layer to the first conductive type fourth semiconductor layer. The embodiment is characterized in that the current spreading layer is in ohmic contact with the second conductivity type semiconductor layer and the first electrode to improve the light absorption of the ultraviolet wavelength and to reduce current spreading by the doped first dopant and Al composition Can be improved.
Description
실시예는 자외선 발광소자, 자외선 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명장치에 관한 것이다.Embodiments relate to an ultraviolet light emitting device, a method of manufacturing an ultraviolet light emitting device, a light emitting device package, and a lighting device.
발광소자(Light Emitting Diode)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드를 주기율표상에서 3족-5족 원소 또는 2족-6족 원소가 화합되어 생성될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.The light emitting diode may be formed by combining a group III-V element or a group II-VI element in the periodic table with a pn junction diode in which electrical energy is converted into light energy, Various colors can be realized by adjusting.
질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭 넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 자외선(UV) 발광소자, 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.Nitride semiconductors have attracted great interest in the development of optical devices and high output electronic devices due to their high thermal stability and wide band gap energy. Particularly, ultraviolet (UV) light emitting elements, blue light emitting elements, green light emitting elements, and red light emitting elements using nitride semiconductors are commercially available and widely used.
상기 자외선 발광소자(UV LED)는 200nm~400nm 파장대의 빛을 발광하는 발광소자이다. 상기 자외선 발광소자는 용도에 따라 단파장 및 장파장으로 구성된다. 상기 단파장은 살균 또는 정화등에 사용되고, 장파장은 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.The ultraviolet light emitting device (UV LED) is a light emitting device that emits light in a wavelength range of 200 nm to 400 nm. The ultraviolet light-emitting device has a short wavelength and a long wavelength depending on the application. The short wavelength may be used for sterilization or purification, and the long wavelength may be used for an exposure machine, a curing machine, or the like.
일반적인 자외선 발광소자는 p형 반도체층과 전극 사이에 오믹 접촉을 위한 투명 접촉층을 포함한다. 일반적인 투명 접촉층은 ITO가 주로 사용되고 있다. Typical ultraviolet light emitting devices include a transparent contact layer for ohmic contact between the p-type semiconductor layer and the electrode. ITO is mainly used as a general transparent contact layer.
그러나, 일반적인 자외선 발광소자는 오믹 접촉 특성이 우수한 ITO가 자외선 파장의 광의 일부를 흡수하여 광도가 저하되는 문제가 있었다.However, a general ultraviolet light emitting device has a problem that ITO, which has excellent ohmic contact characteristics, absorbs a part of light having an ultraviolet wavelength, resulting in a decrease in brightness.
실시 예는 전류 퍼짐(current spreading) 및 전기적 특성을 개선할 수 있는 자외선 발광소자, 자외선 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.Embodiments can provide an ultraviolet light emitting device, a method of manufacturing an ultraviolet light emitting device, a light emitting device package, and a lighting device capable of improving current spreading and electrical characteristics.
실시 예에 따른 자외선 발광소자는 제1 도전형 제1 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물(110); 상기 발광구조물 아래에 제1 전극(170); 및 상기 발광구조물 및 상기 제1 전극과 접하는 전류 퍼짐층(130)을 포함하고, 상기 전류 퍼짐층은 제1 도전형 제2 반도체층 내지 제1 도전형 제4 반도체층(131, 133, 135)을 포함하고, 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 상기 제1 도전형 제4 반도체층(135)보다 낮은 도핑농도를 가질 수 있다. 실시 예는 전류 퍼짐층에 의해 제2 도전형 반도체층 및 제1 전극과 오믹 접촉되고, 자외선 파장의 광 흡수를 개선함과 동시에 도핑된 제1 도펀트와 Al 조성에 의해 전류 퍼짐(current spreading)을 개선할 수 있다.The ultraviolet light emitting device according to the embodiment includes a
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 상기 자외선 발광소자를 포함할 수 있다.The light emitting device package according to the embodiment may include the ultraviolet light emitting device.
실시 예의 자외선 발광소자는 AlGaN 계열의 발광구조물과 전극 사이에 전류 퍼짐층이 배치되고, 상기 전류 퍼짐층은 자외선 파장의 광 흡수를 줄여 광도를 개선할 수 있다. 상기 전류 퍼짐층은 상기 제2 도전형 반도체층과 전극 사이에 제1 도전형 도펀트를 포함하는 AlGaN 계열 반도체층으로 구성되어 오믹 접촉 및 전류 퍼짐을 개선할 수 있다.In the ultraviolet light emitting device of the embodiment, a current spreading layer is disposed between the AlGaN-based light emitting structure and the electrode, and the current spreading layer can reduce the light absorption of ultraviolet wavelength to improve the light intensity. The current spreading layer is formed of an AlGaN-based semiconductor layer including a first conductive dopant between the second conductive semiconductor layer and the electrode, thereby improving ohmic contact and current spreading.
도 1은 실시 예에 따른 자외선 발광소자를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 자외선 발광소자의 단면도이다.
도 3은 실시 예의 전류 퍼짐층을 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 8은 실시 예에 따른 자외선 발광소자의 제조방법을 도시한 단면도이다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 자외선 발광소자를 도시한 단면도이다.
도 10은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.1 is a plan view showing an ultraviolet light emitting device according to an embodiment.
2 is a cross-sectional view of an ultraviolet light-emitting device taken along line I-I 'of FIG.
3 is a cross-sectional view showing the current spreading layer in the embodiment.
4 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an ultraviolet light-emitting device according to an embodiment.
9 is a cross-sectional view illustrating an ultraviolet light-emitting device according to another embodiment.
10 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device package according to an embodiment.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under" the substrate, each layer Quot; on "and" under "are intended to include both" directly "or" indirectly " do. Also, the criteria for top, bottom, or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.
도 1은 실시 예에 따른 자외선 발광소자를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 자외선 발광소자의 단면도이고, 도 3은 실시 예의 전류 퍼짐층을 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a plan view showing an ultraviolet light-emitting device according to an embodiment, FIG. 2 is a sectional view of an ultraviolet light-emitting device cut along a line I-I 'of FIG. 1, to be.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 실시 예에 따른 자외선 발광소자(100)는 발광구조물(110)을 포함할 수 있다.1 to 3, the ultraviolet light-
상기 발광구조물(110)은 제1 도전형 제1 반도체층(112), 활성층(114) 및 제2 도전형 반도체층(116)을 포함할 수 있다. 실시 예는 400nm 이하의 자외선 파장의 광을 발광하는 자외선 발광소자(100)를 일 예로 설명하기로 한다. 예컨대 상기 발광구조물(110)은 AlGaN 계열 반도체일 수 있다.The
상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 반도체 화합물, 예컨대 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있고, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 AlnGa1-nN (0≤n≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)이 n형 반도체층인 경우, n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 광 추출 효율을 향상시키는 광 추출 패턴(113)을 포함할 수 있다. 상기 광 추출 패턴(113)은 PEC 등의 방법으로 형성될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 광 추출 패턴(113)은 규칙적인 형상 및 배열을 갖도록 형성할 수 있고, 불규칙적인 형상 및 배열을 갖도록 형성할 수도 있다. 예를 들어, 상기 광 추출 패턴(113)의 단면은 다각형, 원형 또는 타원형일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 상기 광 추출 패턴(113)은 활성층(114)으로부터 생성된 빛 중에 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)의 상부면으로부터 전반사되어 재흡수되는 빛을 외부로 굴절시켜 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.The first conductive type
상기 활성층(114)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The
상기 활성층(114)은 상기 제1 도전형 제2 반도체층(112)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 도전형 반도체층(116)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(114)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다.Electrons (or holes) injected through the first conductive type
상기 활성층(114)는 화합물 반도체로 구성될 수 있다. 상기 활성층(114)는 예로서 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다.The
상기 활성층(114)은 양자우물과 양자벽을 포함할 수 있다. 상기 활성층(114)이 다중 양자 우물 구조로 구현된 경우, 양자우물과 양자벽이 교대로 배치될 수 있다. 상기 양자우물과 양자벽은 각각 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있거나, AlGaN/GaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, InAlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs, InGaAs/AlGaAs, GaP/AlGaP, InGaP AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The
상기 제2 도전형 반도체층(116)은 반도체 화합물, 예컨대 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 AlpGa1-pN (0≤p≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.The second
상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 n형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 p형 반도체층으로 설명하고 있지만, 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 p형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 n형 반도체층으로 형성할 수도 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 도전형 반도체층(116) 위에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 n형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광구조물(110)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.Although the first conductive type
실시 예에 따른 자외선 발광소자(100)는 전류 퍼짐층(130), 제1 및 제2 전극(170, 160)을 포함할 수 있다.The ultraviolet
상기 전류 퍼짐층(130)은 상기 제1 및 제2 전극(170, 160) 위에 배치될 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 상기 발광구조물(110) 아래에 배치될 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 상기 발광구조물(110)과 제1 전극(170) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 전극(170)은 상기 제2 전극(160) 위에 배치될 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 상기 발광구조물(110) 및 상기 제1 전극(170)과 오믹 접촉될 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 제1 도전형 제2 반도체층(131), 제1 도전형 제3 반도체층(133) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)을 포함할 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 AlGaN 계열 반도체층으로 구성되어 광 흡수에 의한 광도 저하를 개선할 수 있다. 예컨대 상기 전류 퍼짐층(130)은 자외선 파장의 광 흡수를 개선할 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 상기 제1 전극(170) 사이에 제1 도전형 도펀트를 포함하는 AlGaN 계열 반도체층으로 구성되어 오믹 접촉 및 전류 퍼짐을 개선할 수 있다.The current spreading
상기 제1 도전형 제2 반도체층(131)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 직접 접촉될 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 제1 도전형 제3 반도체층(133) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 상기 제1 전극(170)과 직접 접촉될 수 있다. 상기 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 상기 제1 전극(170)과 제1 도전형 제3 반도체층(133) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 반도체 화합물, 예컨대 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있고, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 1.0 x 1019 atoms/㎤이상의 n형 도핑농도를 포함할 수 있다. 예컨대 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 1.0 x 1019 atoms/㎤ 이상의 n형 도핑농도에 의해 PN접합의 공핍영역을 줄여 정공의 터널링을 구현할 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 1.0 x 1019 atoms/㎤ 내지 5.0 x 1020 atoms/㎤의 n형 도핑농도를 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 n형 도핑농도는 1.0 x 1019 atoms/㎤ 미만일 경우, n형 도펀트에 의한 터널링(tunneling) 효과가 저하될 수 있다. 즉, 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131)과 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 오믹 접촉이 잘 형성되지 않을 수 있다. 상기 제1 도전형 제4 반도체층(135)과 상기 제1 전극(170)은 오믹 접촉이 잘 형성되지 않을 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 n형 도핑농도는 5.0 x 1020 atoms/㎤ 초과일 경우, 결정성이 저하될 수 있다. The first conductive type
상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 AlcGa1-cN(0<c≤0.04)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 Al 조성비는 0% 초과 4% 이하일 수 있으며 좀 더 상세하게는 2% 내지 3% 일 수 있으며 이에 한정하지 않는다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 0을 초과하는 Al의 조성에 의해 광 흡수를 개선할 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)이 Al의 조성 c가 0이 되어 Al을 포함하지 않을 경우, 즉 GaN으로 형성될 경우 광을 흡수하게 되어 광도가 저하될 수 있다. Al의 조성 c가 0.04를 초과할 경우, Al의 양이 증가하게 되어 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)이 상기 제2 도전형 반도체층(116) 및 제1 전극(170)과 오믹 접촉이 잘 형성되지 않을 수 있다.The first conductive type
상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 두께는 1㎚ 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 두께는 1㎚ 내지 3㎚일 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 두께가 1㎚ 미만일 경우, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 및 제1 전극(170)과 오믹 접촉이 잘 형성되지 않을 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 두께가 3㎚ 초과일 경우, 광 흡수에 의해 광도가 저하될 수 있다.The first conductive type
실시 예는 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)이 서로 같은 도핑농도, Al 조성 및 두께를 포함하는 것으로 한정하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 도핑농도, Al 조성 및 두께는 이상의 범위에서 변경될 수 있다.Although the first conductive type
실시 예의 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 상기 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 반도체 화합물, 예컨대 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있고, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)보다 낮은 도핑농도를 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135) 사이에 배치되어 배리어 기능을 갖는 정도의 n형 도핑 농도가 요구될 수 있다. 여기서, 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 n형 도핑 농도가 높을수록 결정성이 저하될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 오믹 접촉을 위해 배치되는 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)보다 낮은 도핑 농도를 포함하여 결정성을 개선할 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 1.0 x 1019 atoms/㎤ 내지 5.0 x 1019 atoms/㎤의 n형 도핑농도를 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 n형 도핑농도가 1.0 x 1019 atoms/㎤ 미만일 경우, 전류 퍼짐(current spreading) 효과가 저하될 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층의 n형 도핑농도가 5.0 x 1019 atoms/㎤ 초과일 경우, 접촉저항 증가에 의해 동작전압이 높아질 수 있고 결정성이 저하될 수 있다.The first conductive type
상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 AldGa1-dN(0.02≤d≤0.07)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 Al의 조성비는 2% 내지 7%로써, 배리어 기능 및 전류 퍼짐(current spreading) 기능을 포함할 수 있다. 좀 더 상세하게는 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 Al 조성비는 5% 내지 7%로 형성할 수도 있으며 이에 한정하지 않는다. 상기 Al의 조성 d이 0.02 미만일 경우, 광 흡수에 의해 광도가 저하될 수 있다. Al의 조성d이 0.07 초과일 경우, 결정성이 저하될 수 있다. 실시 예의 도전형 AlGaN 계열 제3 반도체층(133)은 일정한 Al의 조성을 포함하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 Al 조성 d는 상기 Al의 조성 범위내에서 조정 가능하며 예를 들어 도전형 제4 반도체층(135)으로 갈수록 커지거나, 작아질 수 있다.The first conductive type
상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 두께는 10㎚ 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 두께는 10㎚ 내지 20㎚ 일 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 두께가 10㎚ 미만일 경우, 전류 퍼짐 효과가 저하될 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 두께가 20㎚ 초과일 경우, 접촉저항 증가에 의해 동작전압이 높아질 수 있어 발광 효율이 저하될 수 있다.The thickness of the first conductive type
실시 예의 자외선 발광소자(100)는 상기 발광구조물(110)과 제2 전극(160) 사이에 전류 퍼짐층(130)이 배치되어 상기 발광구조물(110)과 제2 전극(160) 사이의 오믹 접촉 및 전류 퍼짐 효과를 개선할 수 있다.The current spreading
상기 제1 전극(170)은 반사층(173), 캡핑층(175) 및 패드(177)을 포함할 수 있다. 상기 반사층(173) 및 캡핑층(175)은 상기 전류 퍼짐층(130) 아래에 배치될 수 있다. 상기 반사층(173) 및 캡핑층(175)은 상기 전류 퍼짐층(130)과 상기 제2 전극(160) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(170)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(170)은 상기 제2 전극(160)과 전기적으로 절연될 수 있다. The
상기 반사층(173)은 상기 전류 퍼짐층(130)과 상기 캡핑층(175) 사이에 배치될 수 있다. 상기 반사층(173)은 상기 전류 퍼짐층(130) 및 캡핑층(175)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반사층(173)은 상기 발광구조물(110)로부터 입사되는 빛을 반사시키는 기능을 포함할 수 있다. 상기 반사층(173)은 상기 발광구조물(110)로부터의 광을 외부로 반사시켜 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 반사층(173)은 금속일 수 있다. 예컨대 상기 반사층(173)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금일 수 있으며 단층 또는 다층으로 형성할 수 있다. The
상기 캡핑층(175)은 상기 반사층(173)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 캡핑층(175)은 상기 반사층(173)과 접촉될 수 있다. 예를 들어, 상기 캡핑층(175)은 상기 반사층(173)의 하부면과 직접 접촉될 수 있으며 이에 한정하지 않는다. 상기 캡핑층(175)은 상기 패드(177) 아래에 배치될 수 있다. 상기 캡핑층(175)은 상기 패드(177)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 캡핑층(175)은 상기 패드(177)와 접촉될 수 있다. 예를 들어, 상기 캡핑층(175)은 상기 패드(177)의 하부와 직접 접촉될 수 있으며 이에 한정하지 않는다. 상기 캡핑층(175)은 상기 패드(177)로부터 공급되는 구동전원을 상기 발광구조물(110)에 제공할 수 있다. 상기 캡핑층(175)은 도전성 물질일 수 있다. 예컨대 상기 캡핑층(175)은 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 캡핑층(175)의 가장자리는 상기 발광구조물(110)의 가장자리보다 더 외측에 배치될 수 있으며 이에 한정하지 않는다.The
상기 패드(177)는 상기 발광구조물(110)로부터 이격될 수 있다. 상기 패드(177)는 상기 발광구조물(110)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 패드(177)는 상기 발광구조물(110)보다 외측에 배치된 상기 제1 캡핑층(175) 위에 배치될 수 있다. 상기 패드(177)는 Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W, Be, Zn, Ge 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
상기 제2 전극(160)은 상기 제1 전극(170) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(160)은 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(160)은 확산 방지층(161), 본딩층(163) 및 지지부재(165)를 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(160)은 상기 확산 방지층(161), 상기 본딩층(163), 상기 지지부재(165) 중에서 1 개 또는 2 개를 선택적으로 포함할 수 있다. 예컨대 상기 제2 전극(160)은 상기 확산 방지층(161) 및 상기 본딩층(163) 중 적어도 하나를 삭제할 수 있다.The
상기 확산 방지층(161)은 상기 제1 전극(170)으로 상기 본딩층(163)에 포함된 물질의 확산을 방지하는 기능을 포함할 수 있다. 상기 확산 방지층(161)은 본딩층(163) 및 지지부재(165)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 확산 방지층(161)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 확산 방지층(161)은 리세스(141)와 절연층(143)에 의해 상기 제2 전극(160), 전류 퍼짐층(130), 제2 도전형 반도체층(116) 및 활성층(114)과 절연되고, 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
상기 본딩층(163)은 상기 확산 방지층(161) 아래에 배치될 수 있다. 상기 본딩층(163)은 상기 확산 방지층(161)과 상기 지지부재(165) 사이에 배치될 수 있다. 상기 본딩층(163)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 본딩층(163)은 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. The
상기 지지부재(165)는 금속 또는 캐리어 기판일 수 있다. 예컨대 상기 지지부재(165)는 Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W, Be, Zn, Ge 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
실시 예의 자외선 발광소자(100)는 발광구조물(110)과 제2 전극(160) 사이에 제1 도전형 의 반도체 구조가 배치되어 광 흡수를 줄여 광도를 개선할 수 있다.The first conductive semiconductor structure may be disposed between the
또한, 실시 예의 자외선 발광소자(100)는 발광구조물(110)과 제2 전극(160) 사이에 제1 도전형 의 반도체 구조가 배치되어 전류 퍼짐 효과를 개선할 수 있다.In addition, in the ultraviolet
도 4 내지 도 8은 실시 예에 따른 자외선 발광소자의 제조방법을 도시한 단면도이다.4 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an ultraviolet light-emitting device according to an embodiment.
도 3 및 도 4를 참조하면, 발광구조물(110), 전류 퍼짐층(130), 반사층(173), 캡핑층(175)은 기판(5) 상에 형성될 수 있다. 3 and 4, the
상기 기판(5)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일수 있다. 예컨대 상기 기판(5)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 기판(5) 상에는 광 추출 효율 향상을 위한 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 발광구조물(110)은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 발광구조물(110)은 상기 기판(5) 위에 형성될 수 있다. 상기 발광구조물(110)은 제1 도전형 제1 반도체층(112), 활성층(114) 및 제2 도전형 반도체층(116)을 포함할 수 있다.The
상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 반도체 화합물, 예컨대 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있고, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 AlnGa1-nN (0≤n≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)이 n형 반도체층인 경우, n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The first conductive type
상기 활성층(114)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The
상기 활성층(114)은 상기 제1 도전형 제2 반도체층(112)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 도전형 반도체층(116)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(114)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다.Electrons (or holes) injected through the first conductive type
상기 활성층(114)는 화합물 반도체로 구성될 수 있다. 상기 활성층(114)는 예로서 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다.The
상기 활성층(114)은 양자우물과 양자벽을 포함할 수 있다. 상기 활성층(114)이 다중 양자 우물 구조로 구현된 경우, 양자우물과 양자벽이 교대로 배치될 수 있다. 상기 양자우물과 양자벽은 각각 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있거나, AlGaN/GaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, InAlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs, InGaAs/AlGaAs, GaP/AlGaP, InGaP AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The
상기 제2 도전형 반도체층(116)은 반도체 화합물, 예컨대 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 AlpGa1-pN (0≤p≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.The second
상기 전류 퍼짐층(130)은 상기 발광구조물(110) 위에 형성될 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시 (MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 상기 제2 도전형 반도체층(116) 위에 형성될 수 있고,, 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 오믹 접촉될 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 제1 도전형 제2 반도체층(131), 제1 도전형 제3 반도체층(133) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)을 포함할 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 AlGaN 계열 반도체층으로 구성되어 광 흡수에 의한 광도 저하를 개선할 수 있다. 예컨대 상기 전류 퍼짐층(130)은 자외선 파장의 광 흡수를 개선할 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 제1 도전형 도펀트를 포함하는 AlGaN 계열 반도체층으로 구성되어 오믹 접촉 및 전류 퍼짐을 개선할 수 있다.The current spreading
상기 제1 도전형 제2 반도체층(131)은 상기 제2 도전형 반도체층(116) 위에 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 직접 접촉될 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 제1 도전형 제3 반도체층(133) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전형 제4 반도체층(135)는 이후 형성되는 반사층(173)과 직접 접촉될 수 있다. 상기 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 상기 반사층(173)과 제1 도전형 제3 반도체층(133) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 반도체 화합물, 예컨대 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있고, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 1.0 x 1019 atoms/㎤이상의 n형 도핑농도를 포함할 수 있다. 예컨대 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 1.0 x 1019 atoms/㎤ 이상의 n형 도핑농도에 의해 PN접합의 공핍영역을 줄여 정공의 터널링(Tunneling)을 구현할 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 1.0 x 1019 atoms/㎤ 내지 5.0 x 1020 atoms/㎤의 n형 도핑농도를 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 n형 도핑농도는 1.0 x 1019 atoms/㎤ 미만일 경우, n형 도펀트에 의한 터널링(tunneling) 효과가 저하될 수 있다. 즉, 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131)과 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 오믹 접촉이 잘 형성되지 않을 수 있다. 상기 제1 도전형 제4 반도체층(135)과 상기 반사층(173)은 오믹 접촉이 잘 형성되지 않을 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 n형 도핑농도는 5.0 x 1020 atoms/㎤ 초과일 경우, 결정성이 저하될 수 있다. The first conductive type
상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 AlcGa1-cN(0<c≤0.04)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 Al 조성비는 0% 초과 4% 이하일 수 있으며 좀 더 상세하게는 2% 내지 3% 일 수 있으며 이에 한정하지 않는다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)은 0을 초과하는 Al의 조성에 의해 광 흡수를 개선할 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)이 Al의 조성 c가 0이되어 Al을 포함하지 않을 경우, 즉 GaN으로 형성되는 경우 광을 흡수하게 되어 광도가 저하될 수 있다. Al의 조성 c가 0.04 초과할 경우, Al의 양이 증가하게 되어 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)가 상기 제2 도전형 반도체층(116) 및 반사층(173)과 오믹 접촉이 잘 형성되지 않을 수 있다.The first conductive type
상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 두께는 1㎚ 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 두께는 1㎚ 내지 3㎚일 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 두께가 1㎚ 미만일 경우, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 및 반사층(173)과 오믹 접촉이 잘 형성되지 않을 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 두께가 3㎚ 초과일 경우, 광 흡수에 의해 광도가 저하될 수 있다.The first conductive type
실시 예는 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)이 서로 같은 도핑농도, Al 조성 및 두께를 포함하는 것으로 한정하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)의 도핑농도, Al 조성 및 두께는 이상의 범위 내에서 변경될 수 있다.Although the first conductive type
실시 예의 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 상기 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135) 사이에 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 반도체 화합물, 예컨대 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있고, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135)보다 낮은 도핑농도를 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 상기 제1 도전형 제2 반도체층(131) 및 제1 도전형 제4 반도체층(135) 사이에 배치되어 배리어 기능을 갖는 정도의 n형 도핑 농도가 요구될 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 1.0 x 1019 atoms/㎤ 내지 5.0 x 1019 atoms/㎤의 n형 도핑농도를 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 n형 도핑농도가 1.0 x 1019 atoms/㎤ 미만일 경우, 전류 퍼짐(current spreading) 효과가 저하될 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층의 n형 도핑농도가 5.0 x 1019 atoms/㎤ 초과일 경우, 접촉저항 증가에 의해 동작전압이 높아질 수 있다.The first conductive type
상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)은 AldGa1-dN(0.02≤d≤0.07)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 Al의 조성비는 2% 내지 7%로써, 배리어 기능 및 전류 퍼짐기능을 포함할 수 있다. 좀 더 상세하게는 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 Al 조성비는 5% 내지 7%로 형성할 수도 있으며 이에 한정하지 않는다. 상기 Al의 조성d가 0.02 미만일 경우, 광 흡수에 의해 광도가 저하될 수 있다. Al의 조성d가 0.07 초과일 경우, 결정성이 저하될 수 있다. 실시 예의 도전형 AlGaN 계열 제3 반도체층(133)은 일정한 Al의 조성을 포함하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 Al 조성은 상기 Al의 조성 범위내에서 제1 도전형 제4 반도체층(135)으로 갈수록 커지거나, 작아질 수 있다.The first conductive type
상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 두께는 10㎚ 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 두께는 10㎚ 내지 20㎚일 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 두께가 10㎚ 미만일 경우, 전류 퍼짐 효과가 저하될 수 있다. 상기 제1 도전형 제3 반도체층(133)의 두께가 20㎚ 초과일 경우, 접촉저항 증가에 의해 동작전압이 높아질 수 있어 발광 효율이 저하될 수 있다.The thickness of the first conductive type
상기 반사층(173)은 상기 전류 퍼짐층(130) 위에 형성될 수 있다. 상기 반사층(173)은 상기 반사층(173)은 상기 발광구조물(110)로부터 입사되는 빛을 반사시키는 기능을 포함할 수 있다. 상기 반사층(173)은 상기 발광구조물(110)로부터의 광을 외부로 반사시켜 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 반사층(173)은 금속일 수 있다. 예컨대 상기 반사층(173)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금일 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성할 수 있다. The
상기 캡핑층(175)은 상기 반사층(173) 위에 형성될 수 있다. 상기 캡핑층(175)은 상기 반사층(173)의 하부면과 직접 접촉될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 캡핑층(175)은 도전성 물질일 수 있다. 예컨대 상기 캡핑층(175)은 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 캡핑층(175)의 가장자리는 상기 발광구조물(110)의 가장자리보다 더 외측에 배치될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The
도 5를 참조하면, 복수의 리세스(141)는 상기 발광구조물(110) 내에 형성될 수 있다. 상기 리세스(141)는 에칭 공정을 통해서 형성될 수 있다. 상기 리세스(141)는 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)의 일부를 외부에 노출시킬 수 있다. 상기 리세스(141)는 상기 캡핑층(175), 반사층(173), 전류 퍼짐층(130)의 측면을 외부에 노출시키고, 제2 도전형 반도체층(116) 및 활성층(114)의 측면을 외부에 노출시킬 수 있다. 상기 리세스(141)의 바닥면에는 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)이 노출될 수 있다.Referring to FIG. 5, a plurality of
도 6을 참조하면, 절연층(143)은 상기 캡핑층(175) 및 리세스(141) 위에 형성될 수 있고, 제2 전극(160)은 상기 절연층(143) 위에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6, an insulating
상기 절연층(143)은 반사층(173) 및 캡핑층(175)과 제2 전극(160) 사이를 절연시킬 수 있다. 상기 절연층(143)은 제2 전극(160)과 상기 제2 도전형 반도체층(116) 사이를 절연시킬 수 있다. 상기 절연층(143)은 상기 리세스(141)의 측부에 형성될 수 있다. 즉, 상기 절연층(143)은 상기 리세스(141)의 측부에 노출되는 캡핑층(175), 반사층(173), 전류 퍼짐층(130), 제2 도전형 반도체층(116), 활성층(114) 및 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)을 절연시킬 수 있다. 상기 절연층(143)은 상기 리세스(141)의 바닥면에 위치한 제1 도전형 제1 반도체층(112)의 일부를 노출시킬 수 있다. 상기 절연층(143)은 산화물 또는 질화물일 수 있다. 상기 절연층(143)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택될 수 있다.The insulating
상기 제2 전극(160)은 상기 절연층(143) 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(160)은 상기 리세스(141)의 바닥면에 노출된 제1 도전형 제1 반도체층(112) 위에 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(160)은 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(160)은 확산 방지층(161), 본딩층(163) 및 지지부재(165)를 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(160)은 상기 확산 방지층(161), 상기 본딩층(163), 상기 지지부재(165) 중에서 1 개 또는 2 개를 선택적으로 포함할 수 있다. 예컨대 상기 제2 전극(160)은 상기 확산 방지층(161) 및 상기 본딩층(163) 중 적어도 하나를 삭제할 수 있다.The
상기 확산 방지층(161)은 상기 제1 전극(170)으로 상기 본딩층(163)에 포함된 물질의 확산을 방지하는 기능을 포함할 수 있다. 상기 확산 방지층(161)은 본딩층(163) 및 지지부재(165)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 확산 방지층(161)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 확산 방지층(161)은 리세스(141)와 절연층(143)에 의해 상기 제2 전극(160), 전류 퍼짐층(130), 제2 도전형 반도체층(116) 및 활성층(114)과 절연되고, 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
상기 본딩층(163)은 상기 확산 방지층(161) 아래에 배치될 수 있다. 상기 본딩층(163)은 상기 확산 방지층(161)과 상기 지지부재(165) 사이에 배치될 수 있다. 상기 본딩층(163)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 본딩층(163)은 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. The
상기 지지부재(165)는 금속 또는 캐리어 기판일 수 있다. 예컨대 상기 지지부재(165)는 Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W, Be, Zn, Ge 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
도 7 및 도 8을 참조하면, 기판(도6의 5)은 발광구조물(110)로부터 제거될 수 있다. 상기 기판(도7의 5)의 제거 방법은 화학적 식각 방법을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to Figures 7 and 8, the substrate (5 in Figure 6) may be removed from the
패드(177)는 발광구조물(110)로부터 노출된 캡핑층(175) 위에 형성될 수 있다. 상기 캡핑층(175)은 에칭 공정을 통해서 상기 발광구조물(110)로부터 상부면이 노출될 수 있고, 노출된 상기 캡핑층(175)은 발광 소자의 적어도 하나의 모서리 영역에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.A
상기 패드(177)는 상기 발광구조물(110)로부터 이격될 수 있다. 상기 패드(177)는 상기 발광구조물(110)보다 외측에 배치될 수 있다. 상기 패드(177)는 상기 발광구조물(110)보다 외측에 위치한 상기 제1 캡핑층(175) 위에 배치될 수 있다. 상기 패드(177)는 Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W, Be, Zn, Ge 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)은 광 추출 효율을 향상시키는 광 추출 패턴(113)이 형성될 수 있다. 상기 광 추출 패턴(113)은 기판(도6의 5)이 제거되어 노출된 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)의 상부면 상에 형성될 수 있다. 상기 광 추출 패턴(113)은 PEC 등의 방법으로 형성될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 광 추출 패턴(113)은 규칙적인 형상 및 배열을 갖도록 형성할 수 있고, 불규칙적인 형상 및 배열을 갖도록 형성할 수도 있다. 예를 들어, 상기 광 추출 패턴(113)의 단면은 다각형, 원형 또는 타원형일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 상기 광 추출 패턴(113)은 활성층(114)으로부터 생성된 빛 중에 상기 제1 도전형 제1 반도체층(112)의 상부면으로부터 전반사되어 재흡수되는 빛을 외부로 굴절시켜 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.The first conductive type
실시 예의 자외선 발광소자(100)는 발광구조물(110)과 제2 전극(160) 사이에 제1 도전형 의 반도체 구조가 배치되어 광 흡수를 줄여 광도를 개선할 수 있다.The first conductive semiconductor structure may be disposed between the
또한, 실시 예의 자외선 발광소자(100)는 발광구조물(110)과 제2 전극(160) 사이에 제1 도전형 의 반도체 구조가 배치되어 전류 퍼짐 효과를 개선할 수 있다.In addition, in the ultraviolet
도 9은 다른 실시 예에 따른 자외선 발광소자를 도시한 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating an ultraviolet light-emitting device according to another embodiment.
도 9에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예에 따른 발광소자(200)는 발광구조물(110)의 상부에 배치된 제2 전극(260)과, 상기 발광구조물(110)의 하부에 배치된 제1 전극(270)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따른 발광소자(200)는 제1 도전형 GaN 계열 제1 반도체층(112)과 제1 전극(270) 사이에 전류 퍼짐층(130)이 배치될 수 있다.9, the
다른 실시 예는 상기 발광구조물(110) 아래에 전류 블로킹층(145) 및 채널층(146)이 배치될 수 있다. In another embodiment, the
상기 전류 블로킹층(145)은 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 발광구조물(110)과 상기 제1 전극(270) 사이에 적어도 하나가 형성될 수 있다. 상기 전류 블로킹층(145)은 상기 발광구조물(110) 상에 배치된 상기 제2 전극(260)과 수직한 방향으로 중첩될 수 있다. 여기서, 상기 제2 전극(260) 및 제1 전극(270)이 수직으로 중첩되는 경우, 수직으로 중첩된 영역에서 상기 제2 전극(260) 및 제1 전극(270)이 최단거리를 갖게 되므로 상기 수직으로 중첩된 영역에서 전류 밀집이 발생할 수 있다. 상기 전류 밀집은 국부적인 영역의 전자 및 전공의 결합으로 발광소자의 구동시간에 따라 광의 드룹(Droop)을 야기할 수 있다. 상기 전류 블로킹층(145)은 상기 제2 전극(260) 및 제1 전극(270)의 수직으로 중첩되는 최단거리의 전류를 차단하여, 다른 경로로 확산시켜 줄 수 있다. 실시 예의 발광소자(200)는 상기 제1 및 제2 전극(270, 260)이 수직으로 중첩되는 영역에 전류 블로킹층(145)이 배치되어 전류 밀집 및 광의 드룹(Droop)을 개선할 수 있다.The
상기 채널층(146)은 상기 발광구조물(110)의 하부 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 상기 채널층(146)은 탑뷰가 링, 루프 또는 프레임 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 채널층(146)은 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층으로 배치할 수 있다. 상기 채널층(146)의 일부는 상기 제2 도전형 반도체층(116) 아래에 배치되고, 상기 채널층(146)의 다른 일부는 상기 발광구조물(110)의 측면보다 더 외곽에 배치될 수 있다.다른 실시 예는 제2 전극(260)과 발광구조물(110) 사이의 연결구조와 위치를 제외한 구성이 도 1 내지 도 8에 도시된 실시 예의 자외선 발광소자(100)와 대응되므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.The
상기 제1 전극(270)은 상기 전류 퍼짐층(130) 아래에 배치되고, 상기 제2 전극(260)은 발광구조물(110) 위에 배치될 수 있다.The
다른 실시 예의 전류 퍼짐층(130)은 상기 발광구조물(110) 및 상기 제1 전극(270)과 오믹 접촉될 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 AlGaN 계열 반도체층으로 구성되어 광 흡수에 의한 광도 저하를 개선할 수 있다. 예컨대 상기 전류 퍼짐층(130)은 자외선 파장의 광 흡수를 개선할 수 있다. 상기 전류 퍼짐층(130)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 상기 제1 전극(270) 사이에 제1 도전형 도펀트를 포함하는 AlGaN 계열 반도체층으로 구성되어 오믹 접촉 및 전류 퍼짐을 개선할 수 있다.The current spreading
도 10은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device package according to an embodiment.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지(300)는 패키지 몸체부(305)와, 상기 패키지 몸체부(305)에 설치된 제1 리드전극(313) 및 제2 리드전극(314)과, 상기 패키지 몸체부(305)에 설치되어 상기 제1 리드전극(313) 및 제2 리드전극(314)과 전기적으로 연결되는 자외선 발광소자(100)와, 상기 자외선 발광소자(100)를 포위하는 몰딩부재(330)가 포함된다.The light emitting
상기 제1 리드전극(313) 및 제2 리드전극(314)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 자외선 발광소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 제1 리드전극(313) 및 제2 리드전극(314)은 상기 자외선 발광소자(100)에서 발광된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 기능을 포함할 수 있으며, 상기 자외선 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 기능을 포함 수도 있다.The first
상기 자외선 발광소자(100)는 상기 제1 리드전극(313) 또는 제2 리드전극(314)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. The ultraviolet
상기 자외선 발광소자(100)는 도 1 내지 도 8의 실시 예에 따른 자외선 발광소자(100)일 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 도 9의 다른 실시 예에 따른 자외선 발광소자(200)일 수도 있다.The ultraviolet
상기 몰딩부재(330)에는 형광체(332)가 포함되어 백색광의 발광소자 패키지가 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 몰딩부재(330)의 상면은 평평하거나 오목 또는 볼록하게 형성될 수 있으며 이에 한정하지 않는다.The upper surface of the
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents of such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the embodiments.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It can be seen that the modification and application of branches are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
130: 전류 차단층
131: 제1 도전형 제2 반도체층
133: 제1 도전형 제3 반도체층
135: 제1 도전형 제4 반도체층130: current blocking layer
131: first conductive type second semiconductor layer
133: First conductive type third semiconductor layer
135: first conductive type fourth semiconductor layer
Claims (6)
상기 발광구조물 아래에 제1 전극; 및
상기 발광구조물 및 상기 제1 전극과 접하는 전류 퍼짐층을 포함하고,
상기 발광구조물 및 상기 전류 퍼짐층은 AlGaN 계열로 구성되고,
상기 전류 퍼짐층은 제1 도전형 제2 반도체층, 제1 도전형 제3 반도체층 및 제1 도전형 제4 반도체층을 포함하고, 상기 제1 도전형 제3 반도체층은 상기 제1 도전형 제2 반도체층과 상기 제1 도전형 제4 반도체층 사이에 배치되고, 상기 제1 도전형 제3 반도체층은 상기 제1 도전형 제2 반도체층 및 상기 제1 도전형 제4 반도체층보다 낮은 도핑농도를 갖고, 상기 제1 도전형 제3 반도체층은 AldGa1-dN(0.02≤d≤0.07)의 조성식을 포함하는 자외선 발광소자.A light emitting structure including a first conductive type first semiconductor layer, an active layer, and a second conductive type semiconductor layer;
A first electrode under the light emitting structure; And
And a current spreading layer in contact with the light emitting structure and the first electrode,
Wherein the light emitting structure and the current spreading layer are made of AlGaN series,
Wherein the current spreading layer includes a first semiconductor layer of a first conductivity type, a third semiconductor layer of a first conductivity type, and a fourth semiconductor layer of a first conductivity type, The first conductive type third semiconductor layer is disposed between the second semiconductor layer and the first conductive type fourth semiconductor layer, and the first conductive type third semiconductor layer is lower than the first conductive type second semiconductor layer and the first conductive type fourth semiconductor layer And the first conductivity type third semiconductor layer has a composition formula of Al d Ga 1-d N (0.02 ? D ? 0.07).
제1 도전형 제3 반도체층의 두께는 10㎚ 내지 20㎚인 자외선 발광소자.The method according to claim 1,
And the thickness of the first conductive type third semiconductor layer is 10 nm to 20 nm.
상기 제1 도전형 제3 반도체층은 1.0 x 1019 atoms/㎤ 내지 5.0 x 1019 atoms/㎤의 도핑농도를 포함하는 자외선 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the first conductive type third semiconductor layer comprises a doping concentration of 1.0 x 10 19 atoms / cm 3 to 5.0 x 10 19 atoms / cm 3.
상기 제1 도전형 제2 반도체층은 상기 제2 도전형 반도체층과 직접 접촉되고,
상기 제1 도전형 제4 반도체층는 상기 제1 전극과 직접 접촉되고, 상기 제1 도전형 제2 반도체층 및 상기 제1 도전형 제4 반도체층 AlcGa1-cN(0<c≤0.04)의 조성식을 포함하는 자외선 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the first conductive type second semiconductor layer is in direct contact with the second conductive type semiconductor layer,
The first conductive type fourth semiconductor layer is in direct contact with the first electrode, and the first conductive type second semiconductor layer and the first conductive type fourth semiconductor layer Al c Ga 1-c N (0 < c ? ). ≪ / RTI >
상기 제1 도전형 제2 반도체층 및 상기 제1 도전형 제4 반도체층의 두께는 1㎚ 내지 3㎚인 자외선 발광소자.5. The method of claim 4,
Wherein the first conductive type second semiconductor layer and the first conductive type fourth semiconductor layer have a thickness of 1 nm to 3 nm.
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