KR20180018095A - Uv light emitting device and lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 자외선 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명장치에 관한 것이다.Embodiments relate to an ultraviolet light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting device.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.Semiconductor devices including compounds such as GaN and AlGaN have many merits such as wide and easy bandgap energy, and can be used variously as light emitting devices, light receiving devices, and various diodes.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다. 뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용할 수 있다.Particularly, a light emitting device such as a light emitting diode or a laser diode using a semiconductor material of Group 3-5 or 2-6 group semiconductors can be applied to various devices such as a red, Blue, and ultraviolet rays. By using fluorescent materials or combining colors, it is possible to realize a white light beam with high efficiency. Also, compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps, low power consumption, , Safety, and environmental friendliness. In addition, when a light-receiving element such as a photodetector or a solar cell is manufactured using a semiconductor material of Group 3-5 or Group 2-6 compound semiconductor, development of a device material absorbs light of various wavelength regions to generate a photocurrent , It is possible to use light in various wavelength ranges from the gamma ray to the radio wave region. It also has advantages of fast response speed, safety, environmental friendliness and easy control of device materials, so it can be easily used for power control or microwave circuit or communication module.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 Gas나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.Therefore, a transmission module of the optical communication means, a light emitting diode backlight replacing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of an LCD (Liquid Crystal Display) display device, a white light emitting element capable of replacing a fluorescent lamp or an incandescent lamp Diode lighting devices, automotive headlights, traffic lights, and gas and fire sensors. Further, applications can be extended to high frequency application circuits, other power control devices, and communication modules.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드를 주기율표상에서 3족-5족의 원소 또는 2족-6족 원소가 화합되어 생성될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.The light emitting device 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 electric energy is converted into light energy, So that various colors can be realized.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭 넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.For example, nitride semiconductors have received great interest in the development of optical devices and high power electronic devices due to their high thermal stability and wide bandgap energy. Particularly, a blue light emitting element, a green light emitting element, an ultraviolet (UV) light emitting element, and a red (RED) light emitting element using a nitride semiconductor are commercially available and widely used.
예를 들어, 자외선 발광소자의 경우, 200nm~400nm의 파장대에 분포되어 있는 빛을 발생하는 발광 다이오드로서, 상기 파장대에서, 단파장의 경우, 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.For example, in the case of an ultraviolet light emitting device, it is a light emitting diode that emits light distributed in a wavelength range of 200 nm to 400 nm. It is used for sterilization and purification in the above wavelength range and short wavelength, .
예를 들어, 자외선은 파장이 긴 순서대로 UV-A((315~400nm)), UV-B(280~315nm), UV-C(200~280nm) 세 가지고 나뉠 수 있는데, UV-A(315~400nm) 영역은 산업용 UV경화, 인쇄 잉크경화, 노광기, 위폐감별, 광촉매 살균, 특수조명(수족관/농업용 등) 등의 다양한 분야에 응용되고 있고, UV-B (280~315nm) 영역은 의료용으로 사용되며, UV-C(200~280nm) 영역은 공기 정화, 정수, 살균 제품 등에 적용되고 있다.For example, ultraviolet rays can be divided into UV-A (315 to 400 nm), UV-B (280 to 315 nm) and UV-C The UV-B (280 ~ 315nm) area is used for various applications such as UV curing for industrial use, curing of printing ink, exposure machine, discrimination of counterfeit, photocatalytic disinfection and special illumination (aquarium / UV-C (200 ~ 280nm) is applied to air purification, water purification, and sterilization products.
한편, 자외선 발광소자는 청색 발광소자에 비해, 광 취득 효율 및 광 출력이 떨어진다는 문제가 있다. 이는 자외선 발광소자의 실용화에 장벽으로 작용하고 있다.On the other hand, the ultraviolet light-emitting device has a problem that the light-receiving efficiency and the light output are lower than that of the blue light-emitting device. This serves as a barrier to practical use of the ultraviolet light emitting element.
예를 들어, 자외선 발광소자에 사용되는 Ⅲ족 질화물은 가시광선에서 자외선까지 광범위하게 활용될 수 있으나, 가시광선 대비 자외선의 효율이 떨어지는 문제가 있다. 그 이유는 자외선의 파장으로 갈수록 Ⅲ족 질화물이 자외선을 흡수한다는 것과, 낮은 결정성에 의한 내부 양자효율의 저하가 원인이다.For example, the Group-III nitride used in an ultraviolet light-emitting device can be widely used from visible light to ultraviolet light, but the efficiency of ultraviolet light compared to visible light is inferior. The reason is that Group III nitride absorbs ultraviolet rays toward the wavelength of ultraviolet rays and degradation of internal quantum efficiency due to low crystallinity.
이에 따라, 종래기술에 의하면 Ⅲ족 질화물에서의 자외선 흡수를 방지하기 위해, 성장기판, GaN층, AlGaN층, 활성층 등을 순차적으로 성장한 후에, 자외선 흡수 가능성이 있는 GaN층을 제거하고 AlGaN층을 노출시키고 있으나, AlGaN층의 낮은 결정성에 의해 내부 양자효율 저하의 문제는 해결하기 어려운 실정이다.Accordingly, in order to prevent the ultraviolet absorption in the Group-III nitride, the growth substrate, the GaN layer, the AlGaN layer, the active layer and the like are successively grown, and then the GaN layer capable of absorbing ultraviolet rays is removed and the AlGaN layer is exposed However, the problem of lowering the internal quantum efficiency due to the low crystallinity of the AlGaN layer is difficult to solve.
이에 최근 종래기술 중에, UV 발광소자의 활성층의 품질(quality)향상을 위해 인듐(In)을 소량 포함하는 기술이 제안되고 있다.Recently, in order to improve the quality of the active layer of the UV light emitting device, a technique including a small amount of indium (In) has been proposed.
그런데, 활성층에 인듐이 포함되는 경우 원하는 UV 파장영역의 구현이 어려운 또 다른 문제가 발생하고 있다. 예를 들어, 노광기, 경화기 업체의 추세는 365nm 이하, 예를 들어 360nm 수준의 파장대를 요구 하고 있는데, 인듐이 포함된 활성층의 경우 낮은 밴드갭 에너지(Eg)로 인해 단파장의 구현이 어려우므로 365nm 파장 이하의 UV 칩의 구현이 어려운 실정이다.However, when indium is contained in the active layer, it is difficult to realize a desired wavelength region of UV light. For example, the tendency of exposure and curing companies is to require a wavelength of 365 nm or less, for example, a wavelength of 360 nm. In the case of an active layer containing indium, it is difficult to realize a short wavelength due to low band gap energy (Eg) It is difficult to implement the following UV chip.
한편, 질화물을 이용한 발광소자의 경우 전자(electron)와 정공(hole)의 주입효율과 농도의 비 대칭(예를 들어, 전자가 100배 가량 농도가 높음)으로 인하여 고전류 주입시 많은 캐리어(Carrier)들이 발광 재결합되지 못하고 오버플로우(overflow)되어 결과적으로 발광 효율드룹(Efficiency droop)과 같은 발광효율 저하가 나타난다. On the other hand, in the case of a light emitting device using a nitride, many carriers (carriers) are injected at the time of high current injection due to the non-symmetry of injection efficiency and concentration of electrons and holes (for example, Are not recombined with each other and overflow, resulting in a decrease in luminous efficiency such as an efficiency droop.
실시예의 해결과제 중의 하나는, 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층이면서 365nm 이하의 파장이 구현될 수 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.One of the objects of the embodiment is to provide an ultraviolet light emitting device and a lighting apparatus including the same, which can realize a high quality active layer not containing aluminum (Al) in a quantum well and a wavelength of 365 nm or less.
또한 실시예의 해결과제 중의 하나는, 동작전압을 개선하고 광 출력을 향상시킬 수 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.In addition, one of the problems of the embodiment is to provide an ultraviolet light-emitting device and an illumination device including the ultraviolet light-emitting device capable of improving the operating voltage and improving the light output.
또한 실시예의 해결과제 중의 하나는, 드룹(Droop) 현상을 완화하거나 해소할 수 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.In addition, one of the problems of the embodiments is to provide an ultraviolet light emitting device capable of mitigating or eliminating the droop phenomenon and a lighting apparatus including the ultraviolet light emitting device.
실시예의 해결과제는 본 항목에 기재된 내용에 한정되는 것은 아니며, 발명의 설명 전체의 기재 내용을 기준으로 해결하고자 하는 객관적 기술과제가 기술될 수 있다.The object of the present invention is not limited to the contents described in this item, but an objective technical problem to be solved based on the contents of the entire description of the invention can be described.
실시예에 따른 자외선 발광소자는 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112); 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112) 상에 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113); 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113) 상에 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115); 상기 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115) 상에 활성층(114); 상기 활성층(114) 상에 제2 도전형 AlGaN 계열층(116);을 포함할 수 있다.The ultraviolet light-emitting device includes a first conductive type first AlGaN
상기 활성층(114)은 InGaN 계열 양자우물(114W)과 AlGaN 계열 양자벽(114B)을 포함할 수 있다.The
상기 AlGaN 계열 양자벽(114B)은 AlyGa1 - yN층(0<y<1)을 포함할 수 있다.The AlGaN-based
상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)은 제1 도전형 Alx2Ga1 - x2N층(0<x2<1)을 포함할 수 있다.The first conductive type
또한 실시예에 따른 자외선 발광소자는 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112); 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112) 상에 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113); 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113) 상에 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115); 상기 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115) 상에 활성층(114); 상기 활성층(114) 상에 제2 도전형 AlGaN 계열층(116);을 포함하고, 상기 활성층(114)은 InGaN 계열 양자우물(114W)과 AlGaN 계열 양자벽(114B)을 포함하고, 상기 활성층(114)에서의 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)과 상기 AlGaN 계열 양자벽(114B)은 복수의 페어로 형성되며, 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)의 두께는 2nm 내지 4nm일 수 있다.In addition, the ultraviolet light emitting device according to the embodiment includes a first conductive type first AlGaN
실시예에 따른 조명장치는 상기 발광소자를 구비하는 발광유닛을 포함할 수 있다.The lighting apparatus according to the embodiment may include a light emitting unit having the light emitting element.
실시예는 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층이면서 365nm 이하의 파장이 구현되는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.The embodiment can provide an ultraviolet light emitting device having a technical effect in which a quantum well is a high-quality active layer not containing aluminum (Al) and a wavelength of 365 nm or less, and a lighting apparatus including the same.
또한 실시예는 동작전압을 개선하고 광 출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide an ultraviolet light emitting element having a technical effect of improving the operating voltage and improving the light output, and a lighting apparatus including the ultraviolet light emitting element.
또한 실시예는 드룹(Droop) 현상을 완화하거나 해소할 수 있는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.Also, the embodiment can provide an ultraviolet light emitting element having a technical effect that can mitigate or eliminate a droop phenomenon, and a lighting apparatus including the ultraviolet light emitting element.
도 1은 실시예에 따른 자외선 발광소자의 평면 투영도.
도 2는 실시예에 따른 자외선 발광소자의 단면도.
도 3a은 실시예에 따른 자외선 발광소자의 부분 확대 단면도.
도 3b는 실시예에 따른 자외선 발광소자에서 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al 농도 구배를 나타내는 도면.
도 4는 종래기술에 따른 자외선 발광소자의 밴드갭 다이어 그램 예시도.
도 5는 실시예에 따른 자외선 발광소자의 밴드갭 다이어 그램 예시도.
도 6은 다른 실시예에 따른 자외선 발광소자의 활성층의 확대도.
도 7 내지 도 17은 실시예에 따른 발광소자의 제조방법의 공정 단면도.
도 18은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 19는 실시예에 따른 조명 장치의 사시도.1 is a planar projection view of an ultraviolet light emitting device according to an embodiment.
2 is a cross-sectional view of an ultraviolet light-emitting device according to an embodiment.
3A is a partially enlarged cross-sectional view of an ultraviolet light emitting device according to an embodiment.
3B is a view showing an Al concentration gradient of the first conductive type
4 is a diagram illustrating an example of a bandgap diagram of an ultraviolet light-emitting device according to the prior art.
Fig. 5 is an illustration of a bandgap diagram of an ultraviolet light-emitting device according to an embodiment; Fig.
6 is an enlarged view of an active layer of an ultraviolet light emitting device according to another embodiment.
7 to 17 are process sectional views of a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment.
18 is a sectional view of a light emitting device package according to an embodiment.
19 is a perspective view of a lighting apparatus according to an embodiment.
이하 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 실시예의 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 설명하나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. 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. In addition, the criteria for the top, bottom, or bottom of each layer will be described with reference to drawings, but the embodiment is not limited thereto.
실시예는 비아홀 타입 수직형 발광소자를 중심으로 설명하나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예의 발광소자는 수평형 발광소자, 수직형 발광소자 등에도 적용될 수 있다. The embodiment will be described mainly with respect to a via-hole type vertical light emitting device, but the embodiment is not limited thereto. The light emitting device of the embodiment can be applied to a horizontal type light emitting device, a vertical type light emitting device, and the like.
(실시예)(Example)
도 1은 실시예에 따른 자외선 발광소자(100)의 평면 투영도이며, 도 2는 도 1의 A-A'선을 따른 실시예의 단면도이다. 도 1에 도시된 구성들은 도 2에서도 도시되어 있으므로, 이하 도 2를 기준으로 설명하기로 한다.1 is a planar projection view of an ultraviolet light-
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(100)는 발광구조층(110), 제1 전극층(150), 제2 전극층(130), 컨택층(160), 하부 전극(159), 패드 전극(180), 절연층(140), 패시베이션층(170) 중 적으로 하나 이상을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
예를 들어, 실시예에 따른 발광소자(100)는 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112), 활성층(114), 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)을 포함하는 발광구조층(110), 상기 발광구조층(110) 하측에 배치되는 제1 전극층(150), 상기 발광구조층(110)의 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)과 전기적으로 연결되는 제2 전극층(130), 상기 제1 전극층(150)과 상기 발광구조층(110)의 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)을 전기적으로 연결하는 컨택층(160), 상기 제2 전극층(130) 하측에 배치되는 하부 전극(159), 상기 발광구조층(110)의 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)과 전기적으로 연결되는 패드 전극(180), 상기 제2 전극층(130)과 상기 제1 전극층(150) 사이의 전기적인 절연을 하는 절연층(140), 상기 발광구조층(110) 상에 배치되는 패시베이션층(170)을 포함할 수 있다. 상기 발광구조층(110)의 상면에 광 추출 구조(P)가 형성되어 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.For example, the
이하 도 2을 참조하여 실시예에 따른 자외선 발광소자의 기술적 특징을 기술하기로 한다.Hereinafter, technical features of the ultraviolet light emitting device according to the embodiment will be described with reference to FIG.
<제1 전극층><First electrode layer>
실시예에서 제1 전극층(150)은 컨택층(160)의 측면에 배치되는 확산방지층(154)과, 상기 확산방지층(154) 아래에 배치되는 접합층(156) 및 상기 접합층(156) 아래에 배치된 지지부재(158)를 포함할 수 있다. 상기 확산방지층(154) 및/또는 상기 접합층(156)은 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함하는 단일층 또는 복수의 층일 수 있다.The
상기 제1 전극층(150)의 확산방지층(154)은 상기 컨택층(160)의 측면과 접할 수 있고, 상기 접합층(156)은 상기 컨택층(160)과 접함으로써 제1 전극층(150)과 컨택층(160) 간의 접촉면적을 확장시킬 수 있다.The
이에 따라, 실시예에 의하면 컨택층(160)과 제1 전극층(150) 사이의 접촉 저항이 감소됨으로써 동작전압 상승을 방지하여 광출력(Po)을 향상시키고 전기적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, the contact resistance between the
또한 실시예에 의하면, 컨택층(160)과 제1 전극층(150) 간의 접촉면적 증가에 따라 전류 주입효율을 향상시킴으로써 광속(Luminous Flux)을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, the luminous flux can be improved by improving the current injection efficiency according to the increase of the contact area between the
<컨택층><Contact layer>
실시예의 컨택층(160)은 상기 활성층(114)을 관통하여 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 일부를 노출하는 복수의 홀(H)(도 9 참조)로부터 하측 방향의 제1 전극층(150) 방향으로 연장되어 배치될 수 있다.The
예를 들어, 상기 컨택층(160)은 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)의 저면으로부터 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)과 상기 활성층(114)을 관통하여 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 일부를 노출하는 복수의 홀(H)(도 9 참조)을 통해 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)에 전기적으로 연결될 수 있다.For example, the
이에 따라, 실시예에서 상기 컨택층(160)의 상면은 상기 활성층(114) 보다 높게 배치되고, 상기 컨택층(160)의 저면은 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116) 보다 낮게 배치될 수 있다. The upper surface of the
상기 컨택층(160)은 도전성의 금속물질 또는 반도체물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 컨택층(160)은 Ti, Cr, Ta, Al, Pd, Pt, Cu, Ni, Ag, Mo, Al, Au, Nb, W과 이들의 선택적인 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
또한 상기 컨택층(160)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 컨택층(160)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. The
실시예에서 상기 컨택층(160)의 하부 영역은 측면에 기울기를 구비하여 표면적을 넓힐 수 있고, 상기 확산방지층(154)이 상기 컨택층(160)의 측면과 접촉함으로써 상호간의 접촉면적을 넓혀 접촉 저항의 감소에 의해 동작전압의 상승을 방지할 수 있다.In the embodiment, the lower region of the
또한 실시예에 의하면, 상기 컨택층(160)의 기울기 있는 측면과 상기 확산방지층(154)이 접함으로써 접촉면적을 넓혀 제1 전극층(150)과 컨택층(160)간의 전류 주입효율을 향상시킴으로써 광속을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the current injection efficiency between the
<제2 전극층><Second electrode layer>
실시예의 제2 전극층(130)은 제2 컨택 전극(132), 반사층(134), 및 캡핑층(136)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 전극층(130)은 상기 패드 전극(180)로부터 공급되는 전원을 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)에 공급할 수 있다.The
상기 제2 컨택 전극(132)은 발광구조층(110)의 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)과 오믹 접촉될 수 있으며, 적어도 하나의 전도성 물질을 포함할 수 있고, 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다.The
예를 들어, 상기 제2 컨택 전극(132)은 금속, 금속 산화물 및 금속 질화물 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(132)은 투광성의 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 컨택 전극(132)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), IZTO (indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, Ni/IrOx/Au/ITO, Pt, Ni, Au, Rh 또는 Pd 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. For example, the
상기 반사층(134)은 상기 제2 컨택 전극(132) 상에 배치되며, 제2 컨택 전극(132)을 통해 입사된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 반사층(134)은 금속을 포함하며, 예컨대 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들 중 둘 이상의 합금으로 구성된 물질 중에서 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. The
상기 캡핑층(136)은 상기 반사층(134) 상에 배치되며 이후 형성되는 패드 전극(180)로부터 공급되는 전원을 반사층(134)에 공급할 수 있다. 상기 캡핑층(136)은 전류 확산층으로 기능할 수 있다. 상기 캡핑층(136)은 금속을 포함하며, 전기 전도성이 높은 물질로서, 예컨대 Sn, Ga, In, Bi, Cu, Ni, Ag, Mo, Al, Au, Nb, W, Ti, Cr, Ta, Al, Pd, Pt, Si와 이들의 선택적인 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
<채널층><Channel layer>
실시예는 컨택층(160)의 상부 측면과 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112) 사이에 배치되는 채널층(120)을 포함할 수 있다. Embodiments may include a
상기 채널층(120)은 상기 컨택층(160)의 상부 측면과 상기 활성층(116) 및 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116) 사이에도 배치될 수 있다. 이를 통해 상기 채널층(120)은 상기 컨택층(160)과 상기 활성층(114) 및 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116) 간의 단락을 방지할 수 있다.The
실시예에서 상기 채널층(120)의 반사율은 50%를 초과할 수 있다. 예를 들어, 상기 채널층(120)은 SiOx, SiO2, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중 에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 형성될 수 있으며, 이러한 절연물질에 반사물질이 혼합된 형태로 형성될 수 있다.In an embodiment, the reflectance of the
예를 들어, 상기 채널층(120)은 절연물질에 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, 또는 Hf 중 어느 하나 이상의 물질이 혼합된 형태로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며 이에 한정하지 않는다.For example, the
실시예에 의하면, 컨택층 기능을 하는 컨택층(160)의 측면에 반사물질이 포함된 채널층(120)이 배치됨으로써, 종래기술과 달리 컨택층(160)에 의한 광 흡수를 방지함으로써 광추출 효율을 향상시켜 광속을 향상시킬 수 있다.The
<발광구조층><Light-emitting structure layer>
실시예의 발광소자는 적외선 발광소자일수 있다. 이에 따라, 실시예의 발광구조층(110)은 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112), 활성층(114), 및 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)을 포함할 수 있다.The light emitting element of the embodiment may be an infrared light emitting element. Accordingly, the light emitting
도 3a는 실시예에 따른 자외선 발광소자의 부분(E) 확대 단면도이다.3A is an enlarged cross-sectional view of a portion (E) of an ultraviolet light-emitting device according to an embodiment.
이하, 도 3a를 참조하여 실시예에 따른 자외선 발광소자에서 발광구조층(110)의 특징을 중심으로 기술적 특징을 설명하기로 한다.Hereinafter, description will be made on the technical characteristics of the ultraviolet light emitting device according to the embodiment with reference to the characteristic of the light emitting
실시예의 해결과제 중의 하나는, 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층이면서 365nm 이하의 파장이 구현될 수 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.One of the objects of the embodiment is to provide an ultraviolet light emitting device and a lighting apparatus including the same, which can realize a high quality active layer not containing aluminum (Al) in a quantum well and a wavelength of 365 nm or less.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 실시예의 발광소자(100)는 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)과, 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112) 상에 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)과, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113) 상에 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115)과, 상기 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115) 상에 활성층(114)과, 상기 활성층(114) 상에 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)을 포함할 수 있다.The
실시예에서 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, AlN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)은 제1 도전형 Alx1Ga1 - x1N층(0<x1<1)을 포함할 수 있다.In an embodiment, the first conductive type
상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, AlN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, AlGaInP 중 서로 다른 두 층을 교대로 배치된 초격자 구조를 포함할 수 있다.The first conductive type
상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)은 n형 반도체층일 수 있으며, 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.The first conductive type
실시예에서 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115)은 GaN/AlGaN층, InGaN/AlGaN층 등의 조합으로 복수의 페어로 형성될 수 있으며 전류확산에 기여하여 전기적 특성의 향상 및 광도 향상에 기여할 수 있다. 상기 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115)의 AlGaN층에는 n형 도펀트의 주입으로 전기적 특성이 향상될 수 있다.In the embodiment, the GaN /
실시예에서 활성층(114)은 InGaN 계열 양자우물(114W)과 AlGaN 계열 양자벽(114B)을 포함할 수 있다. 실시예에서 InGaN 계열 양자우물(114W)은 고품질의 활성층을 구현하기 위해 알루미늄(Al)을 포함하지 않을 수 있다.In an embodiment, the
상기 InGaN 계열 양자우물(114W)은 InpGa1 - pN(0≤p≤0.02)의 조성을 구비함에 따라 고효율의 칩 구현 및 드룹(Droop) 개선할 수 있다. 실시예에서 상기 AlGaN 계열 양자벽(114B)은 AlyGa1 - yN층(0<y<1)을 포함할 수 있다.The InGaN-based quantum well 114W has a composition of In p Ga 1 - p N ( 0 ? P ? 0.02), thereby achieving high efficiency chip implementation and droop improvement. In an embodiment, the AlGaN-based
예를 들어, 실시예에서 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)은 InpGa1 - pN(0<p≤0.02)의 조성을 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)에서 In은 약 2% 이하의 조성으로 도핑될 수 있다. 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)에서 In은 트리트먼트 수준으로 도핑될 수 있다. 상기 조성 수준의 도핑에 의해 3원자 화합물이 반드시 형성되는 것은 아닐 수 있다.For example, in the embodiment, the InGaN-based quantum well 114W may have a composition of In p Ga 1 - p N (0 < p ? 0.02). For example, in the InGaN-based
이에 따라 InGaN 계열 양자우물(114W)은 In이 베이컨시(vacancy)에 위치함에 따라 디펙트가 줄어들어 양자우물의 결정품질이 향상됨에 따라 광도가 향상될 수 있다.As a result, the
또한 실시예에서 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)은 InpGa1 - pN(p0)의 조성을 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)에서 In이 도핑되지 않은 GaN 층일 수도 있다.Further, in the embodiment, the InGaN-based quantum well 114W may have a composition of In p Ga 1 - p N (p 0). For example, the InGaN-based quantum well 114W may be a GaN layer not doped with In.
종래기술에서 Al을 포함하여 365nm 이하의 파장이 구현되는 자외선 발광소자의 경우, 실시예의 광출력(Po)에 비해 약 90%의 광출력이 감소하여 약 1/10이하의 광출력을 나타내고 있다. In the prior art, in the case of an ultraviolet light emitting device including Al and having a wavelength of 365 nm or less, the light output of about 90% is reduced compared to the light output Po of the embodiment, and the light output is less than about 1/10.
실시예는 상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)과 상기 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115) 사이에 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)을 배치함으로써, 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층이면서 365nm 이하의 파장이 구현되는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자를 제공할 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)은 제1 도전형 Alx2Ga1 - x2N층(0<x2<1)을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a first conductive type
구체적으로, 실시예는 상기 기술적 과제를 해결하기 위해, GaN/AlGaN 계열 초격자층(115) 성장 전에 높은 Al 농도층(Composition Layer)인 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)을 형성함으로써, 의도적으로 활성층(114)에 압축 스트레인(Compressive Strain)을 발생시킬 수 있다. 이를 통해, 압축 스트레인에 의한 피에조 효과에 의해 활성층에서 발광되는 빛의 파장(Wp)을 짧게 유도하여 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층이면서 365nm 이하의 파장이 구현되는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자를 제공할 수 있다.Specifically, in order to solve the above technical problem, the embodiment of the present invention is characterized in that a
도 4는 종래기술에 따른 자외선 발광소자의 밴드갭 다이어 그램 예시도이다. 구체적으로 종래기술의 자외선 발광소자에서의 전도대(CR)를 도시한 것이며, 활성층(MR)은 상대적으로 스트레인이 덜 걸린 상태이다.4 is a diagram illustrating an example of a bandgap diagram of an ultraviolet light emitting device according to the related art. Specifically, a conduction band CR in the prior art ultraviolet light emitting device, and the active layer MR is in a relatively less strain state.
한편, 도 5는 실시예에 따른 자외선 발광소자의 밴드갭 다이어 그램 예시도이다. 구체적으로, 실시예의 자외선 발광소자에서의 전도대(CE)를 도시한 것이며, 활성층(ME)은 상대적으로 스트레인이 많이 걸린 상태이다.5 is a diagram illustrating a bandgap diagram of an ultraviolet light emitting device according to an embodiment. Specifically, the conductive layer CE in the ultraviolet light-emitting device of the embodiment is shown, and the active layer ME has a relatively large strain.
실시예에 의하면, 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층이면서 365nm 이하의 파장이 구현하기 위해, 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)과 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115) 사이에 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)을 배치함으로써, 종래 기술대비 약 90% 이상의 향상된 광출력(Po) 향상의 효과가 있다. According to the embodiment, in order to realize a wavelength of 365 nm or less while being a high-quality active layer not containing aluminum (Al) in the quantum well, the first conductive type
이에 따라, 실시예에 따라 활성층(114)에 의도적인 압축 스트레인(Compressive Strain)에 의한 피에조 효과에 의해 감소될 수 있는 광도의 감소(Po1)는 활성층에서 Al을 사용하지 않은 양자우물에서 얻을 수 있는 광도 증가(Po2)에 비해 현저히 낮게 된다(Po1<< Po2).Accordingly, the decrease (Po1) of the luminous intensity which can be reduced by the piezo effect due to the intrinsic compressive strain in the
그러므로 실시예는 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층에 따른 높은 광도(Po)이면서 365nm 이하의 파장이 구현되는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자를 제공할 수 있다.Therefore, the embodiment can provide an ultraviolet light emitting device having a technical effect in which a wavelength of 365 nm or less is realized with a high luminous intensity (Po) according to a high-quality active layer not containing aluminum (Al) in a quantum well.
다시 도 3a를 참조하면, 실시예에서 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)은 제1 도전형 Alx2Ga1 - x2N층(0<x2<1)을 포함할 수 있고, 상기 AlGaN 계열 양자벽(114B)은 AlyGa1 -yN층(0<y<1)을 포함할 수 있다.Referring again to FIG. 3A, in an embodiment, the first conductive type
이때, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)은 상기 AlGaN 계열 양자벽(114B)의 Al의 조성(y)보다는 크되, 0.5 미만인 범위(y<x2<0.5)일 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)이 상기 AlGaN 계열 양자벽(114B)의 Al의 조성(y)보다는 크지 않는 경우 활성층(114)에 의도적인 압축 스트레인(Compressive Strain) 효과가 발생하지 않을 수 있다. 또한 상기 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)이 0.5(50%) 초과인 경우 에피층의 막 품질이 저하될 수 있거나 캐리어의 주입효율이 저하될 수 있다.In this case, the composition (x2) of Al of the first conductive type
또한 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)은 30% 내지 40%일 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)이 30% 미만의 경우 활성층(114)에 의도적인 압축 스트레인(Compressive Strain) 효과가 발생하지 않을 수 있으며, 상기 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)이 40% 초과인 경우 캐리어 주입효율 저하 또는 에피층의 품질이 저하 등으로 광 효율이 저하될 수 있다.The composition (x2) of Al in the first conductive type
실시예에서 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)은 제1 도전형 Alx1Ga1 - x1N층(0<x1<1)을 포함하며, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)은 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 Al의 조성(x1)보다는 큰 범위(x1<x2)일 수 있다.In an embodiment the first conductive type first AlGaN-based
예를 들어, 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 Al의 조성(x1)은 약 3% 내지 6%일 수 있으며, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)은 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 Al의 조성(x1)보다는 큰 범위(x1<x2)로 제어됨에 따라 종래기술과 달리 활성층에 의도적인 압축 스트레인(Compressive Strain) 효과를 부여하여 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층이면서 365nm 이하의 파장이 구현되는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.For example, the composition (x1) of Al of the first conductive type
실시예에서 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 두께는 10nm 내지 40nm 범위일 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 두께가 10nm 미만의 경우 해당 층의 볼륨이 적어서 활성층에 유발되는 압축 스트레인이 적어서 파장이 짧아지는 효과가 낮을 수 있고, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 두께가 40nm를 초과하는 경우 에피층의 막질 저하나 캐리어 주입효율 저하로 광도가 저하될 수 있다.In an embodiment, the thickness of the first conductive type
또한 실시예에서 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 두께가 20nm 내지 30nm 범위인 경우, 활성층에 유발되는 압축 스트레인이 효과적이라서 파장이 365nm 이하로 짧아지는 효과가 증대됨과 아울러 에피층의 품질의 증대, 캐리어 주입효율의 증대에 따라 고품질의 활성층에 따라 높은 광도를 나타내는 기술적 효과가 있다.Also, in the embodiment, when the thickness of the first conductive type
도 3b는 실시예에 따른 자외선 발광소자에서 활성층(114) 방향으로의 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al 농도 구배를 나타내는 도면이다.3B is a diagram showing the Al concentration gradient of the first conductive type
실시예는 효과적인 전자 주입(Electron Injection)을 위하여 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)에서 Al의 농도의 그레이딩을 줄 수 있다. Embodiments can provide grading of the Al concentration in the first conductive type
예를 들어, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 초반에는 Al이 농도가 낮은 상태에서 점차 Al의 농도가 높아지는 그레이딩 업(-Grading up) 구조를 적용함에 따라 급격한 Al의 농도 증가를 방지하여 전자 주입효율이 증대될 수 있다.For example, in the early stage of the first conductive type
예를 들어, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)은 Al이 농도가 상대적으로 낮은 상태의 제1 영역(113A)과 점차 Al의 농도가 높아지는 그레이딩 업(-Grading up) 구조의 제2 영역(113B)을 포함하여 급격한 Al의 농도 증가를 방지하여 전자 주입효율이 증대될 수 있다.For example, the first conductive type
실시예에서 상기 제1 영역(113A)은 상기 제2 영역(113B)의 0.5배 내지 2배 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영역(113A)이 상기 제2 영역(113B)의 0.5배 미만의 경우 벌크(bulk) 형태의 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층의 두께가 얇아져서 활성층에 의도적인 압축 스트레인을 효과적으로 부가하지 못해 파장이 짧아지는 효과가 저하될 수 있다. 한편, 상기 제1 영역(113A)이 상기 제2 영역(113B)의 2배 초과의 경우 Al 농도의 그레이딩 영역이 적어 캐리어의 주입효율이 저하될 수 있다.In an embodiment, the
다시 도 3a를 참조하면 실시예는 활성층(114) 상에 제2 도전형 AlInGaN 계열 반도체층(118)이 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 AlInGaN 계열 반도체층(118)의 밴드갭 에너지 준위는 이후 형성되는 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)의 밴드갭 에너지 준위보다 클 수 있다. 상기 제2 도전형 AlInGaN 계열 반도체층(118)은 캐리어의 오버플로우를 방지하는 전자차단층 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 AlInGaN 계열 반도체층(118)은 전자의 오버플로우를 방지할 수 있다.Referring again to FIG. 3A, in the embodiment, a second conductive AlInGaN-based
실시예는 제2 도전형 AlInGaN 계열 반도체층(118) 상에 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)을 포함할 수 있다.Embodiments may include a second conductive AlGaN-based
상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, AlN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체층으로 형성될 수 있다.The second conductivity
상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)은 p형 반도체층일 수 있으며, 상기 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn 등과 같은 p형 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있고, 이에 대해 한정하지는 않는다.The second
실시예에서 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116) 위에는 제3 도전형 반도체층(미도시) 예컨대, 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체층이 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. In an exemplary embodiment, a third conductive type semiconductor layer (not shown), for example, a semiconductor layer having a polarity opposite to that of the second conductive type may be formed on the second conductive
이에 따라 상기 발광구조층(110)은 n-p 접합, p-n 접합, n-p-n 접합, p-n-p 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Accordingly, the light emitting
도 6은 다른 실시예에 따른 자외선 발광소자의 활성층의 확대도이다.6 is an enlarged view of an active layer of an ultraviolet light emitting device according to another embodiment.
다른 실시예는 앞서 기술한 기술적 특징을 포함할 수 있으며, 이하 도 6에 도시된 다른 실시예의 특징을 중심으로 설명하기로 한다.Other embodiments may include the technical features described above and will now be described with focus on features of other embodiments shown in FIG.
종래기술의 자외선 발광소자에서 양자우물의 두께를 같은 두께로 유지하며 360nm 이하 파장의 자외선 발광소자를 제작하기 위해서는 AlGaN 양자우물(Al: 2%~4%)로 성장 하여야 하는데, 양자우물에 Al 포함에 따라 양자우물의 품질(Qw Quality)이 현저히 저하로 광도(Po)가 급격히 떨어 지는 문제가 있다. 예를 들어, 약 90% 이상의 광도 저하 현상이 발생되고 있다.In order to manufacture an ultraviolet light emitting device having a wavelength of 360 nm or less while maintaining the thickness of the quantum well in the conventional ultraviolet light emitting device, the AlGaN quantum well (Al: 2% to 4% There is a problem that the quality (Qw Quality) of the quantum well is remarkably deteriorated and the luminous intensity Po is rapidly lowered. For example, a brightness lowering phenomenon of about 90% or more is occurring.
이에 따라, 다른 실시예에 따른 발광소자에서 Al을 사용하지 않으면서 360nm 이하의 파장을 구현하기 위해 얇은 양자우물을 적용하여 발광 파장을 짧게 유도하고, 활성층의 품질(Quality)을 개선하고 인듐의 균일성(In Uniformity)을 위해, 상기 활성층(114)에서의 InGaN 계열 양자우물 자체를 매우 얇게 하고, InGaN 계열 양자우물과 AlGaN 계열 양자벽은 복수의 페어로 형성될 수 있다.Accordingly, in a light emitting device according to another embodiment, a thin quantum well is applied to realize a wavelength of 360 nm or less without using Al, thereby shortening the emission wavelength, improving the quality of the active layer, For the sake of uniformity, the InGaN-based quantum well itself in the
예를 들어, 실시예에서 활성층(114)은 제1 InGaN 계열 양자우물층(114W1)/제1 AlGaN 계열 양자벽(114B1), 제2 InGaN 계열 양자우물층(114W2)/제2 AlGaN 계열 양자벽(114B2), 및 제n InGaN 계열 양자우물층(114WN)/제n AlGaN 계열 양자벽(114BN)을 포함할 수 있다.For example, in the embodiment, the
실시예에서 양자우물층(114W1, 114W2, 114WN) 중 어느 하나의 InGaN 계열 양자우물층 두께는 약 2nm 내지 4nm일 수 있다. 상기 양자우물층의 두께가 2nm 미만의 경우 양자우물에서 너무 얇아서 캐리어를 컨파인할 수 없으므로 광효율이 저하될 수 있고, 상기 양자우물층의 두께가 4nm를 초과하는 경우 파장이 짧아지는 효과가 저하될 수 있다. 실시예에서 어느 하나의 InGaN 계열 양자우물층 두께가 2nm 내지 4nm로 얇은 두께로 제어됨에 따라 양자우물에 분포하는 광자의 확률분포가 높은 에너지 준위에 분포할 확률이 높아짐에 따라 실시예에 따라 얇은 두께의 InGaN 계열 양자우물층에서 발광되는 광자는 짧은 파장으로 발광할 수 있다.In an embodiment, the thickness of any one of the quantum well layers 114W1, 114W2, 114WN may be between about 2 nm and 4 nm. When the thickness of the quantum well layer is less than 2 nm, the light efficiency may be lowered because the carrier can not be confined because it is too thin in the quantum well, and when the thickness of the quantum well layer is more than 4 nm, . As the thickness of any one of the InGaN quantum well layers is controlled to be as thin as 2 nm to 4 nm in the embodiment, the probability that the probability distribution of photons distributed in quantum wells is distributed at a high energy level is increased, The photons emitted from the InGaN-based quantum well layer can emit light with a short wavelength.
실시예에서 InGaN 계열 양자우물과 AlGaN 계열 양자벽의 페어수는 10 페어 내지 20 페어일 수 있다. 상기 페어수가 10 페어 미만의 경우 양자우물의 볼륨이 적어 광효율이 저하되거나 드룹이 악화될 수 있고, 상기 페어수가 20페어를 초과하는 경우 캐리어의 주입효율이 저하되거나 동작전압이 증가할 수 있다.In an embodiment, the number of pairs of the InGaN-based quantum well and the AlGaN-based quantum wall may be 10 pairs to 20 pairs. If the number of pairs is less than 10 pairs, the volume efficiency of the quantum wells may decrease and the light efficiency may decrease or the droop may deteriorate. If the number of pairs exceeds 20 pairs, the carrier injection efficiency may decrease or the operating voltage may increase.
추가적으로 실시예에서 상기 InGaN 계열 양자우물은 InGaN/GaN의 페어(pair)를 포함함에 따라 활성층의 품질 향상에 따라 광도가 더욱 증대될 수 있다. 상기 InGaN 계열 양자우물의 InGaN/GaN의 페어(pair)는 약 1.5 페어 내지 3 페어일 수 있다. 상기 InGaN 계열 양자우물의 InGaN/GaN의 페어(pair)가 1.5 페어 미만의 경우 인듐 편석(segregation)에 의해 양자우물 자체에 인듐의 균일성이 저하되어 활성층 끝단에서 In 클러스터(cluster)가 발생되어 파장이 길어질 수 있고, 광도도 저하될 수 있다. 상기 InGaN/GaN의 페어(pair)가 3 페어 초과의 경우 캐리어 주입효율이 저하될 수 있다.In addition, the InGaN-based quantum well may include a pair of InGaN / GaN, whereby the light intensity may be further increased as the quality of the active layer is improved. The InGaN / GaN pair of the InGaN-based quantum well may be about 1.5 to 3 pairs. When the pair of InGaN / GaN in the InGaN-based quantum well is less than 1.5 pairs, the uniformity of indium in the quantum well itself is lowered by indium segregation and an In cluster is generated at the end of the active layer, Can be lengthened, and the light intensity can also be lowered. If the InGaN / GaN pair is more than three pairs, the carrier injection efficiency may be lowered.
실시예는 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층이면서 365nm 이하의 파장이 구현되는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.The embodiment can provide an ultraviolet light emitting device having a technical effect in which a quantum well is a high-quality active layer not containing aluminum (Al) and a wavelength of 365 nm or less, and a lighting apparatus including the same.
또한 실시예는 동작전압을 개선하고 광 출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide an ultraviolet light emitting element having a technical effect of improving the operating voltage and improving the light output, and a lighting apparatus including the ultraviolet light emitting element.
또한 실시예는 드룹(Droop) 현상을 완화하거나 해소할 수 있는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.Also, the embodiment can provide an ultraviolet light emitting element having a technical effect that can mitigate or eliminate a droop phenomenon, and a lighting apparatus including the ultraviolet light emitting element.
<제조방법><Manufacturing Method>
이하, 도 7 내지 도 17을 참조하여 실시예에 따른 발광소자의 제조방법을 설명하기로 한다. 이때 제조방법의 설명은 실시예를 중심으로 설명하나 제조방법이 이하의 설명 내용으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. The description of the manufacturing method will be described with reference to the embodiments, but the manufacturing method is not limited to the following description.
우선, 도 7과 같이 성장 기판(105) 상에 발광구조층(110)이 형성될 수 있다. 상기 발광구조층(110)은 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112), 활성층(114), 및 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)을 포함할 수 있다.First, as shown in FIG. 7, a light emitting
성장 기판(105)은 성장 장비에 로딩되고, 그 위에 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 층 또는 패턴 형태로 형성될 수 있다.The
상기 성장 장비는 전자빔 증착기, PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator) 스퍼터링(sputtering), MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) 등이 채용될 수 있으며, 이러한 장비로 한정되지는 않는다. The growth equipment may be an electron beam evaporator, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma laser deposition (PLD), dual-type thermal evaporator sputtering, metal organic chemical vapor deposition, etc. may be employed and are not limited to such equipment.
상기 성장 기판(105)은 도전성 기판 또는 절연성 기판 등일 수 있다. 예를 들어, 상기 성장 기판(105)은 사파이어 기판(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga203, 그리고 GaAs 등으로 이루어진 군에서 어느 하나로 선택될 수 있다.The
상기 성장 기판(105) 위에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 성장 기판(105)과 이후 형성되는 발광구조층(110)인 질화물 반도체층 사이의 격자 상수의 차이를 줄여주게 되며, 그 물질은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 선택될 수 있다. A buffer layer (not shown) may be formed on the
상기 버퍼층 상에는 언도프드 반도체층(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 언도프드 반도체층은 도핑되지 않는 GaN계 반도체로 형성될 수 있으나, 이후 형성되는 제1 도전형 반도체층에서의 n형 도핑원소의 확산에 의해 n형 반도체층보다 저농도의 n형 반도체층이 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.An undoped semiconductor layer (not shown) may be formed on the buffer layer. The undoped semiconductor layer may be formed of an undoped GaN-based semiconductor, but the n-type doping element Type semiconductor layer by diffusion of the n-type semiconductor layer, but the present invention is not limited thereto.
다음으로, 상기 제1 기판(105) 상에 제1 도전형 반도체층(111)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(111)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있고, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.Next, a first conductivity
상기 제1 도전형 반도체층(111)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. When the first conductivity
상기 제1 도전형 반도체층(111)은 GaN 계열 반도체층일 수 있으며, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(111)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The first
이에 따라, 실시예는 GaN 계열 반도체층인 제1 도전형 반도체층(111)의 형성에 따라 후속되는 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)이 격자상수 차이가 덜 생길 수 있고, 자외선 흡수의 가능성이 있는 제1 도전형 반도체층(111)은 기판(105)의 제거공정에서 함께 제거될 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, the first conductivity type
한편, 도 8a는 실시예에 따른 자외선 발광소자의 부분(E) 확대도로서, 이하 도 8a를 참조하여 실시예의 기술적인 특징을 좀 더 설명하기로 한다.8A is an enlarged view of a portion (E) of an ultraviolet light emitting device according to an embodiment. Hereinafter, the technical features of the embodiment will be described in more detail with reference to FIG. 8A.
실시예의 발광소자(100)는 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)과, 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112) 상에 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)과, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113) 상에 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115)과, 상기 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115) 상에 활성층(114)과, 상기 활성층(114) 상에 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)을 포함할 수 있다.The
실시예에서 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, AlN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)은 제1 도전형 Alx1Ga1 - x1N층(0<x1<1)을 포함할 수 있다.In an embodiment, the first conductive type
상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, AlN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, AlGaInP 중 서로 다른 두 층을 교대로 배치된 초격자 구조를 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)은 n형 반도체층일 수 있으며, 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.The first conductive type
다음으로, 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112) 상에 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)이 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)은 제1 도전형 Alx2Ga1 - x2N층(0<x2<1)을 포함할 수 있다.Next, a first conductive type
상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)은 30% 내지 40%일 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)이 30% 미만의 경우 활성층(114)에 의도적인 압축 스트레인(Compressive Strain) 효과가 발생하지 않을 수 있으며, 상기 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)이 40% 초과인 경우 캐리어 주입효율 저하 또는 에피층의 품질이 저하 등으로 광 효율이 저하될 수 있다.The composition (x2) of Al in the first conductive type
실시예에서 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)은 제1 도전형 Alx1Ga1 - x1N층(0<x1<1)을 포함하며, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)은 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 Al의 조성(x1)보다는 큰 범위(x1<x2)일 수 있다.First conductivity type first AlGaN-based
예를 들어, 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 Al의 조성(x1)은 약 3% 내지 6%일 수 있으며, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)은 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 Al의 조성(x1)보다는 큰 범위(x1<x2)로 제어됨에 따라 종래기술과 달리 활성층에 의도적인 압축 스트레인(Compressive Strain) 효과를 부여하여 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층이면서 365nm 이하의 파장이 구현되는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.For example, the composition (x1) of Al of the first conductive type
실시예에서 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 두께는 10nm 내지 40nm 범위일 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 두께가 10nm 미만의 경우 해당 층의 볼륨이 적어서 활성층에 유발되는 압축 스트레인이 적어서 파장이 짧아지는 효과가 낮을 수 있고, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 두께가 40nm를 초과하는 경우 에피층의 막질 저하나 캐리어 주입효율 저하로 광도가 저하될 수 있다.In an embodiment, the thickness of the first conductive type
또한 실시예에서 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 두께가 20nm 내지 30nm 범위인 경우, 활성층에 유발되는 압축 스트레인이 효과적이라서 파장이 365nm 이하로 짧아지는 효과가 증대됨과 아울러 에피층의 품질의 증대, 캐리어 주입효율의 증대에 따라 고품질의 활성층에 따라 높은 광도를 나타내는 기술적 효과가 있다.Also, in the embodiment, when the thickness of the first conductive type
도 3b을 참조하면, 실시예는 효과적인 전자 주입(Electron Injection)을 위하여 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)에서 Al의 농도의 그레이딩을 줄 수 있다. Referring to FIG. 3B, the embodiment may provide gradation of Al concentration in the first conductive type
예를 들어, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 초반에는 Al이 농도가 낮은 상태에서 점차 Al의 농도가 높아지는 그레이딩 업(-Grading up) 구조를 적용함에 따라 급격한 Al의 농도 증가를 방지하여 전자 주입효율이 증대될 수 있다.For example, in the early stage of the first conductive type
예를 들어, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)은 Al이 농도가 상대적으로 낮은 상태의 제1 영역(113A)과 점차 Al의 농도가 높아지는 그레이딩 업(-Grading up) 구조의 제2 영역(113B)을 포함하여 급격한 Al의 농도 증가를 방지하여 전자 주입효율이 증대될 수 있다.For example, the first conductive type
실시예에서 상기 제1 영역(113A)은 상기 제2 영역(113B)의 0.5배 내지 2배 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영역(113A)이 상기 제2 영역(113B)의 0.5배 미만의 경우 벌크(bulk) 형태의 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층의 두께가 얇아져서 활성층에 의도적인 압축 스트레인을 효과적으로 부가하지 못해 파장이 짧아지는 효과가 저하될 수 있다. 한편, 상기 제1 영역(113A)이 상기 제2 영역(113B)의 2배 초과의 경우 Al 농도의 그레이딩 영역이 적어 캐리어의 주입효율이 저하될 수 있다.In an embodiment, the
다음으로 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113) 상에 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115)이 형성될 수 있다. 상기 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115)은 GaN/AlGaN층, InGaN/AlGaN층 등의 조합으로 복수의 페어로 형성될 수 있으며 전류확산에 기여하여 전기적 특성의 향상 및 광도 향상에 기여할 수 있다. 상기 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115)의 AlGaN층에는 n형 도펀트의 주입으로 전기적 특성이 향상될 수 있다.Next, a GaN /
실시예는 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)과 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115) 사이에 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)을 배치함으로써, 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층이면서 365nm 이하의 파장이 구현되는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자를 제공할 수 있다The embodiment is characterized in that a first conductive type second
구체적으로, 실시예는 상기 기술적 과제를 해결하기 위해, GaN/AlGaN 계열 초격자층(115) 성장 전에 높은 Al 농도층(Composition Layer)인 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)을 형성함으로써, 의도적으로 활성층(114)에 압축 스트레인(Compressive Strain)을 발생시킬 수 있다. 이를 통해, 압축 스트레인에 의한 피에조 효과에 의해 활성층에서 발광되는 빛의 파장(Wp)을 짧게 유도하여 양자우물에 알루미늄(Al)이 포함되지 않은 고품질의 활성층이면서 365nm 이하의 파장이 구현되는 기술적 효과가 있는 자외선 발광소자를 제공할 수 있다.Specifically, in order to solve the above technical problem, the embodiment of the present invention is characterized in that a
다음으로, 상기 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115) 상에 활성층(114)이 형성될 수 있다. 실시예에서 활성층(114)은 InGaN 계열 양자우물(114W)과 AlGaN 계열 양자벽(114B)을 포함할 수 있다. Next, the
실시예에서 InGaN 계열 양자우물(114W)은 고품질의 활성층을 구현하기 위해 알루미늄(Al)을 포함하지 않을 수 있다.In the embodiment, the InGaN-based quantum well 114W may not include aluminum (Al) to realize a high-quality active layer.
상기 InGaN 계열 양자우물(114W)은 InpGa1 - pN(0≤p≤0.02)의 조성을 구비함에 따라 고효율의 칩 구현 및 드룹(Droop) 개선할 수 있다. 실시예에서 상기 AlGaN 계열 양자벽(114B)은 AlyGa1 - yN층(0<y<1)을 포함할 수 있다.The InGaN-based quantum well 114W has a composition of In p Ga 1 - p N ( 0 ? P ? 0.02), thereby achieving high efficiency chip implementation and droop improvement. In an embodiment, the AlGaN-based
예를 들어, 실시예에서 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)은 InpGa1 - pN(0<p≤0.02)의 조성을 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)에서 In은 약 2% 이하의 조성으로 도핑될 수 있다. 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)에서 In은 트리트먼트 수준으로 도핑될 수 있다. 상기 조성 수준의 도핑에 의해 3원자 화합물이 반드시 형성되는 것은 아닐 수 있다.For example, in the embodiment, the InGaN-based quantum well 114W may have a composition of In p Ga 1 - p N (0 < p ? 0.02). For example, in the InGaN-based
이에 따라 InGaN 계열 양자우물(114W)은 In이 베이컨시(vacancy)에 위치함에 따라 디펙트가 줄어들어 양자우물의 결정품질이 향상됨에 따라 광도가 향상될 수 있다.As a result, the
또한 실시예에서 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)은 InpGa1 - pN(p0)의 조성을 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 InGaN 계열 양자우물(114W)에서 In이 도핑되지 않은 GaN 층일 수도 있다.Further, in the embodiment, the InGaN-based quantum well 114W may have a composition of In p Ga 1 - p N (p 0). For example, the InGaN-based quantum well 114W may be a GaN layer not doped with In.
실시예에 의하면, 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)은 상기 AlGaN 계열 양자벽(114B)의 Al의 조성(y)보다는 크되, 0.5 미만인 범위(y<x2<0.5)일 수 있다. 상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)이 상기 AlGaN 계열 양자벽(114B)의 Al의 조성(y)보다는 크지 않는 경우 활성층(114)에 의도적인 압축 스트레인(Compressive Strain) 효과가 발생하지 않을 수 있다. 또한 상기 제2 AlGaN 계열층(113)의 Al의 조성(x2)이 0.5(50%) 초과인 경우 에피층의 막 품질이 저하될 수 있거나 캐리어의 주입효율이 저하될 수 있다.According to the embodiment, the composition (x2) of Al in the first conductive type
다시 도 8a를 참조하면 실시예는 활성층(114) 상에 제2 도전형 AlInGaN 계열 반도체층(118)이 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 AlInGaN 계열 반도체층(118)의 밴드갭 에너지 준위는 이후 형성되는 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)의 밴드갭 에너지 준위보다 클 수 있다. 상기 제2 도전형 AlInGaN 계열 반도체층(118)은 캐리어의 오버플로우를 방지하는 전자차단층 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 AlInGaN 계열 반도체층(118)은 전자의 오버플로우를 방지할 수 있다.Referring again to FIG. 8A, in the embodiment, a second conductive AlInGaN-based
다음으로 제2 도전형 AlInGaN 계열 반도체층(118) 상에 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)이 형성될 수 있다.Next, a second conductive AlGaN-based
상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, AlN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체층으로 형성될 수 있다.The second conductivity
상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)은 p형 반도체층일 수 있으며, 상기 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn 등과 같은 p형 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있고, 이에 대해 한정하지는 않는다.The second
실시예에서 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116) 위에는 제3 도전형 반도체층(미도시) 예컨대, 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체층이 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라 상기 발광구조층(110)은 n-p 접합, p-n 접합, n-p-n 접합, p-n-p 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In an exemplary embodiment, a third conductive type semiconductor layer (not shown), for example, a semiconductor layer having a polarity opposite to that of the second conductive type may be formed on the second conductive
도 8b는 다른 실시예에 따른 자외선 발광소자의 활성층의 확대도이다.8B is an enlarged view of an active layer of an ultraviolet light emitting device according to another embodiment.
다른 실시예에 따른 발광소자에서 Al을 사용하지 않으면서 360nm 이하의 파장을 구현하기 위해 얇은 양자우물을 적용하여 발광 파장을 짧게 유도하고, 활성층의 품질(Quality)을 개선하고 인듐의 균일성(In Uniformity)을 위해, 상기 활성층(114)에서의 InGaN 계열 양자우물 자체를 매우 얇게 하고, InGaN 계열 양자우물과 AlGaN 계열 양자벽은 복수의 페어로 형성될 수 있다.In order to realize a wavelength of 360 nm or less without using Al in the light emitting device according to another embodiment, a thin quantum well is applied to shorten the emission wavelength, improve the quality of the active layer, and improve the uniformity of indium The InGaN-based quantum well itself in the
예를 들어, 실시예에서 활성층(114)은 제1 InGaN 계열 양자우물층(114W1)/제1 AlGaN 계열 양자벽(114B1), 제2 InGaN 계열 양자우물층(114W2)/제2 AlGaN 계열 양자벽(114B2), 및 제n InGaN 계열 양자우물층(114WN)/제n AlGaN 계열 양자벽(114BN)을 포함할 수 있다.For example, in the embodiment, the
실시예에서 양자우물층(114W1, 114W2, 114WN) 중 어느 하나의 InGaN 계열 양자우물층 두께는 약 2nm 내지 4nm일 수 있다. 상기 양자우물층의 두께가 2nm 미만의 경우 양자우물에서 너무 얇아서 캐리어를 컨파인할 수 없으므로 광효율이 저하될 수 있고, 상기 양자우물층의 두께가 4nm를 초과하는 경우 파장이 짧아지는 효과가 저하될 수 있다. 실시예에서 어느 하나의 InGaN 계열 양자우물층 두께가 2nm 내지 4nm로 얇은 두께로 제어됨에 따라 양자우물에 분포하는 광자의 확률분포가 높은 에너지 준위에 분포할 확률이 높아짐에 따라 실시예에 따라 얇은 두께의 InGaN 계열 양자우물층에서 발광되는 광자는 짧은 파장으로 발광할 수 있다.In an embodiment, the thickness of any one of the quantum well layers 114W1, 114W2, 114WN may be between about 2 nm and 4 nm. When the thickness of the quantum well layer is less than 2 nm, the light efficiency may be lowered because the carrier can not be confined because it is too thin in the quantum well, and when the thickness of the quantum well layer is more than 4 nm, . As the thickness of any one of the InGaN quantum well layers is controlled to be as thin as 2 nm to 4 nm in the embodiment, the probability that the probability distribution of photons distributed in quantum wells is distributed at a high energy level is increased, The photons emitted from the InGaN-based quantum well layer can emit light with a short wavelength.
실시예에서 InGaN 계열 양자우물과 AlGaN 계열 양자벽의 페어수는 10 페어 내지 20 페어일 수 있다. 상기 페어수가 10 페어 미만의 경우 양자우물의 볼륨이 적어 광효율이 저하되거나 드룹이 악화될 수 있고, 상기 페어수가 20페어를 초과하는 경우 캐리어의 주입효율이 저하되거나 동작전압이 증가할 수 있다.In an embodiment, the number of pairs of the InGaN-based quantum well and the AlGaN-based quantum wall may be 10 pairs to 20 pairs. If the number of pairs is less than 10 pairs, the volume efficiency of the quantum wells may decrease and the light efficiency may decrease or the droop may deteriorate. If the number of pairs exceeds 20 pairs, the carrier injection efficiency may decrease or the operating voltage may increase.
또한 실시예에서 상기 InGaN 계열 양자우물은 InGaN/GaN의 페어(pair)를 포함함에 따라 활성층의 품질 향상에 따라 광도가 더욱 증대될 수 있다. 상기 InGaN 계열 양자우물의 InGaN/GaN의 페어(pair)는 약 1.5 페어 내지 3 페어일 수 있다. 상기 InGaN 계열 양자우물의 InGaN/GaN의 페어(pair)가 1.5 페어 미만의 경우 인듐 편석(segregation)에 의해 양자우물 자체에 인듐의 균일성이 저하되어 활성층 끝단에서 In 클러스터(cluster)가 발생되어 파장이 길어질 수 있고, 광도도 저하될 수 있다. 상기 InGaN/GaN의 페어(pair)가 3 페어 초과의 경우 캐리어 주입효율이 저하될 수 있다.Also, in the embodiment, the InGaN-based quantum well may include a pair of InGaN / GaN, and the luminous intensity may be further increased as the quality of the active layer is improved. The InGaN / GaN pair of the InGaN-based quantum well may be about 1.5 to 3 pairs. When the pair of InGaN / GaN in the InGaN-based quantum well is less than 1.5 pairs, the uniformity of indium in the quantum well itself is lowered by indium segregation and an In cluster is generated at the end of the active layer, Can be lengthened, and the light intensity can also be lowered. If the InGaN / GaN pair is more than three pairs, the carrier injection efficiency may be lowered.
다음으로, 도 9와 같이, 상기 발광구조층(110)의 일부를 제거하는 메사 에칭공정이 진행될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)과 상기 활성층(114)의 관통하여 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 일부를 노출하는 복수의 홀(H)이 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 9, a mesa etching process for removing a part of the light emitting
실시예에서 상기 복수의 홀(H)은 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)에서 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)의 상면까지 소정의 각도 예컨대, 상기 발광구조층(110)의 상면에 대해 둔각의 각도로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 복수의 홀(H)은 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113)과 GaN/AlGaN 계열 초격자층(115)도 관통할 수 있다.The plurality of holes H may be formed at a predetermined angle from the first
실시예에서 상기 복수의 홀(H)의 수평폭은 하측으로 갈수록 감소할 수 있다. 한편, 도 2를 기준으로 하면 상기 복수의 홀(H)의 수평폭은 상측으로 갈수록 감소할 수 있다.In the embodiment, the horizontal width of the plurality of holes H may be reduced toward the lower side. On the other hand, with reference to FIG. 2, the horizontal width of the plurality of holes H can be reduced toward the upper side.
다시 도 9를 기준으로 설명하면, 실시예에 의하면, 복수의 홀(H)의 수평폭이 하측으로 갈수록 감소함으로써 제거되는 활성층(114) 및 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112) 영역을 절감하여 발광효율에 기여할 수 있다. Referring to FIG. 9 again, according to the embodiment, the
다음으로, 도 10과 같이, 복수의 홀(H)과 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)의 일부 상에 채널층(120)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 채널층(120)은 이후 형성될 컨택층(160)이 형성될 영역에는 형성되지 않을 수 있다. 이에 따라, 복수의 홀(H)에 의해 노출되는 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 일부는 노출될 수 있다.Next, as shown in FIG. 10, the
상기 채널층(120)은 이후 형성되는 컨택층(160)과 활성층(114), 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)과의 전기적 절연 기능을 한다.The
실시예에서 상기 채널층(120)의 반사율이 50% 초과일 수 있다. 예를 들어, 상기 채널층(120)은 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택된 절연물질로 형성될 수 있으며, 이러한 절연물질에 반사물질이 혼합된 형태로 형성될 수 있다.In an embodiment, the reflectivity of the
예를 들어, 상기 채널층(120)은 절연물질에 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, 또는 Hf 중 어느 하나 이상의 물질이 혼합된 형태로 형성될 수 있다.For example, the
실시예에 의하면, 이후 형성되는 컨택층(160)의 측면에 반사물질이 포함된 채널층(120)이 배치됨으로써, 컨택층(160)에 의한 광 흡수를 방지함으로써 광추출 효율을 향상시켜 광속을 향상시킬 수 있다.A
다음으로, 도 11과 같이, 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116) 상에 제2 컨택 전극(132)이 형성될 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(132)은 상기 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)과 오믹 접촉되며, 적어도 하나의 전도성 물질을 포함할 수 있고, 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다.Next, as shown in FIG. 11, a
예를 들어, 상기 제2 컨택 전극(132)은 금속, 금속 산화물 및 금속 질화물 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(132)은 투광성의 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 컨택 전극(132)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), IZTO (indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, Ni/IrOx/Au/ITO, Pt, Ni, Au, Rh 또는 Pd 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. For example, the
다음으로, 도 12와 같이, 상기 제2 컨택 전극(132) 상에 반사층(134)이 형성될 수 있다. 상기 반사층(134)은 상기 제2 컨택 전극(132) 상에 배치되며, 제2 컨택 전극(132)을 통해 입사된 광을 반사시켜 줄 수 있다.Next, as shown in FIG. 12, a
상기 반사층(134)은 금속을 포함하며, 예컨대 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들 중 둘 이상의 합금으로 구성된 물질 중에서 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. The
다음으로, 상기 반사층(134) 상에 캡핑층(136)이 형성될 수 있다.Next, a
상기 제2 컨택 전극(132), 반사층(134), 및 캡핑층(136)을 포함하여 제2 전극층(130)으로 칭할 수 있으며, 제2 전극층(130)은 이후 형성되는 패드 전극(180)로부터 공급되는 전원을 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)에 공급할 수 있다.The
상기 캡핑층(136)은 상기 반사층(134) 상에 배치되며 이후 형성되는 패드 전극(180)로부터 공급되는 전원을 반사층(134)에 공급할 수 있다. 상기 캡핑층(136)은 전류 확산층으로 기능할 수 있다. The
상기 캡핑층(136)은 금속을 포함하며, 전기 전도성이 높은 물질로서, 예컨대 Sn, Ga, In, Bi, Cu, Ni, Ag, Mo, Al, Au, Nb, W, Ti, Cr, Ta, Al, Pd, Pt, Si와 이들의 선택적인 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
다음으로, 도 13과 같이, 상기 노출된 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112) 상에 컨택층(160)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 노출된 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112) 상에 MOCVD 공법으로 재성장(Re-growth) 공정을 진행하여 컨택층(160)을 형성할 수 있다. Next, as shown in FIG. 13, a
상기 컨택층(160)은 금속층 또는 반도체층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 컨택층(160)은 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)과 같은 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 컨택층(160)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체층으로 형성될 수 있다.The
또한 상기 컨택층(160)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. In addition, the
실시예에서 상기 컨택층(160)은 제1 도전형 원소, 예를 들어 n형 도핑원소로 도핑 될 수 있으며, 상기 컨택층(160)에 도핑 된 제1 도전형 원소의 도핑 농도는 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)에 도핑된 제1 도전형 도핑원소의 도핑 농도보다 높을 수 있다.In an embodiment, the
예를 들어, 상기 컨택층(160)은 n형 반도체층일 수 있으며, 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.For example, the
이에 따라 실시예에 의하면, 컨택층(160)에 도핑되는 제1 도전형 원소의 도핑농도가 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 도핑 농도보다 높게 형성됨으로써 전류 주입 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the doping concentration of the first conductive type element doped in the
실시예에서 상기 컨택층(160)은 상기 활성층(114)을 관통하여 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 일부를 노출하는 복수의 홀(H)로부터 상측 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.The
상기 컨택층(160)의 상부 형상은 사다리꼴 형상(Trapezoidal)이 됨으로써 이후 형성되는 제1 전극층(150)과의 접촉면적을 넓힐 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The upper portion of the
실시예에서 상기 컨택층(160)의 수평폭은 상기 복수의 홀(H)의 수평폭(저면 수평폭 기준)에 비해서는 크게 형성되되, 약 100 이하로 형성될 수 있다. 상기 컨택층(160)의 수평 폭이 약 100이후 형성되는 제2 전극층(130)과 접촉하여 통전될 수 있기 때문에 제2 전극층(130)과 통전되지 않는 범위에서 수평 폭을 구비할 수 있다. 또한, 상기 컨택층(160)의 수평폭은 상기 비아홀(H)의 폭보다 크게 형성될 수 있으며, 예를 들어 상기 비아홀(H)의 수평폭이 약 24상기 컨택층(160)은 약 24 초과의 수평 폭으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the embodiment, the horizontal width of the
다음으로, 상기 캡핑층(136)과 상기 채널층(120) 상에 절연층(140)이 형성될 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 반도체 컨택층(160)이 노출되도록 형성될 수 있다. 이를 통해 이후 형성되는 확산방지층(154)이 컨택층(160)의 측면과 접하여 상호간의 접촉면적을 확장시킴으로써 전기 저항의 감소와 더불어 전류 주입 효율을 향상시킬 수 있다.Next, an insulating
상기 절연층(140)은 상기 컨택층(160)과 제2 도전형 AlGaN 계열층(116) 사이를 전기적으로 절연시킬 수 있다. 상기 절연층(140)은 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택된 물질로 형성될 수 있다. The insulating
다음으로, 상기 절연층(140)과 상기 컨택층(160)의 측면 상에 확산방지층(154)이 형성되고, 상기 확산방지층(154) 상에 접합층(156)이 형성될 수 있다.Next, a
상기 확산방지층(154) 및/또는 상기 접합층(156)은 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함하는 단일층 또는 복수의 층일 수 있다.The
상기 확산방지층(154) 및/또는 상기 접합층(156)은 증착 방식, 스퍼터링 방식, 도금 방식 중 적어도 하나로 형성되거나, 전도성 시트로 부착될 수 있다. The
상기 접합층(156)은 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
실시예에 의하면, 상기 확산방지층(154)은 상기 컨택층(160)의 측면과 접할 수 있고, 상기 접합층(156)은 상기 컨택층(160)과 접함으로써 제1 전극층(150)과 컨택층(160) 간의 접촉면적을 확장시킬 수 있다.The
이에 따라, 실시예에 의하면 상기 컨택층(160)과 제1 전극층(150) 사이의 접촉 저항이 감소됨으로써 동작전압 상승을 방지하여 광출력을 향상시키고 전기적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, the contact resistance between the
또한 실시예에 의하면, 컨택층(160)과 제1 전극층(150) 간의 접촉면적 증가에 따라 전류 주입효율을 향상시킴으로써 광속을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, the luminous flux can be improved by improving the current injection efficiency according to the increase of the contact area between the
실시예에서 상기 컨택층(160)의 상부 영역(도 2를 기준으로 할 때는 하부 영역)은 측면에 기울기를 구비하여 표면적을 넓힐 수 있고, 상기 확산방지층(154)이 상기 컨택층(160)의 측면과 접촉함으로써 상호간의 접촉면적을 넓혀 접촉 저항의 감소에 의해 동작전압의 상승을 방지할 수 있다.The upper surface of the
또한 실시예에 의하면, 상기 컨택층(160)의 기울기 있는 측면과 상기 확산방지층(154)이 접함으로써 접촉면적을 넓혀 제1 전극층(150)과 컨택층(160)간의 전류 주입효율을 향상시킴으로써 광속을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the current injection efficiency between the
다음으로, 상기 접합층(156) 상에 지지부재(158)가 형성될 수 있다. 상기 확산방지층(154), 접합층(156) 및 지지부재(158)을 포함하여 제1 전극층(150)으로 칭할 수 있으며, 제1 전극층(150)은 이후 형성되는 하부전극(159)(도 17 참조)로부터 공급되는 전원을 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)에 공급할 수 있다.Next, a
상기 지지부재(158)은 접합층(156)과 본딩될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 지지부재(158)는 전도성 지지부재일 수 있으며, 베이스 기판으로서, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브데늄(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W) 등 중에서 적어도 하나일 수 있다. The
또한 상기 지지부재(158)는 캐리어 웨이퍼, 예를 들어 Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, Ga203, GaN 등으로 구현될 수 있고, 보드의 회로 패턴이나 패키지의 리드 프레임 상에 솔더로 접착될 수 있다.The
다음으로, 도 14와 같이, 성장 기판(105)이 제거될 수 있다. 이때, 성장 기판(105) 제거후 잔존하는 언도프트 반도체층(미도시), 제1 도전형 반도체층(111) 등을 제거하여 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112) 표면이 노출될 수 있다. Next, as shown in FIG. 14, the
상기 성장 기판(105)은 물리적 또는/및 화학적 방법으로 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 성장 기판(105)의 제거 방법은 레이저 리프트 오프(LLO: Laser Lift Off) 과정으로 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 성장 기판(105)에 일정 영역의 파장을 가지는 레이저를 조사하는 방식으로 상기 성장 기판(105)을 리프트 오프하게 된다. The
또는 상기 성장 기판(105)과 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112) 사이에 배치된 버퍼층(미도시)을 습식식각 액을 이용하여 제거하여, 상기 성장 기판(105)을 분리할 수도 있다. Alternatively, a buffer layer (not shown) disposed between the
상기 성장 기판(105)이 제거되고 상기 버퍼층을 에칭하거나 폴리싱하여 제거함으로써, 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 상면이 노출될 수 있다.The upper surface of the first conductive type
상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 상면은 N-face로서, 상기 성장 기판에 더 가까운 면일 수 있다. 상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 상면은 ICP/RIE(Inductively coupled Plasma/Reactive Ion Etching) 등의 방식으로 에칭하거나, 폴리싱 장비로 연마할 수 있다.The upper surface of the first conductive type
다음으로, 도 15와 같이, 상기 발광구조층(110)의 일부가 제거되어 채널층(120)의 일부가 노출될 수 있다. 예를 들어, 패드 전극(180)이 형성될 영역의 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112), 활성층(114), 제2 도전형 AlGaN 계열층(116)의 일부가 제거될 수 있다.Next, as shown in FIG. 15, a part of the light emitting
예를 들어, 습식에칭 또는 건식에칭을 수행하여 상기 발광구조층(110)의 둘레 즉, 칩과 칩 사이의 경계 영역인 채널 영역 또는 아이솔레이션 영역이 제거될 수 있고, 상기 채널층(120)이 노출될 수 있다. For example, wet etching or dry etching may be performed to remove the periphery of the light emitting
상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112)의 상면은 광 추출 구조(P)가 형성될 수 있으며, 상기 광 추출 구조는 러프니스 또는 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 광 추출 구조는 습식 또는 건식 에칭 방식에 의해 형성될 수 있다. The upper surface of the first conductive type
다음으로, 도 16과 같이, 상기 노출된 채널층(120)과 상기 발광구조층(110) 상에 패시베이션층(170)이 형성될 수 있다. 상기 패시베이션층(170)은 상기 광추출 구조(P)의 패턴에 대응되는 패턴을 구비할 수 있다. 상기 패시베이션층(170)은 SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택된 물질로 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 16, a
이후, 패드 전극(180)이 형성될 영역의 패시베이션층(170)과 채널층(120)의 일부가 제거되는 제2 홀(H2)을 형성하여 캡핑층(136)의 일부가 노출될 수 있다.A portion of the
다음으로, 도 17과 같이, 노출된 캡핑층(136) 상에 패드 전극(180)이 형성될 수 있고, 상기 제1 전극층(150) 하부에 하부 전극(159)이 형성되어 실시예에 따른 발광소자(100)를 제조할 수 있다.17, a
상기 패드 전극(180) 또는 상기 하부 전극(159)은 Ti/Au 등의 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 패드 전극(180)는 와이어로 본딩될 부분으로서, 발광구조층(110)의 소정 부분에 배치될 수 있으며, 하나 또는 복수로 형성될 수 있다.The
<발광소자 패키지>≪ Light emitting device package &
도 18은 실시예에 따른 발광소자가 적용된 발광소자 패키지(200)를 나타낸 도면이다.18 is a view illustrating a light emitting
실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 몸체(205)와, 상기 몸체(205)에 배치된 제1 리드전극(213) 및 제2 리드전극(214)과, 상기 몸체(205)에 제공되어 상기 제1 리드전극(213) 및 제2 리드전극(214)과 전기적으로 연결되는 발광소자(100)와, 상기 발광소자(100)를 포위하는 몰딩부재(240)를 포함할 수 있다.The light emitting
상기 몸체(205)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The
상기 제1 리드전극(213) 및 제2 리드전극(214)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 리드전극(213) 및 제2 리드전극(214)은 상기 발광소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The first
상기 발광소자(100)는 상기 몸체(205) 위에 배치되거나 상기 제1 리드전극(213) 또는 제2 리드전극(214) 위에 배치될 수 있다.The
상기 발광소자(100)는 상기 제1 리드전극(213) 및 제2 리드전극(214)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.The
실시예에서 발광소자(100)는 제2 리드전극(214)에 실장되고, 제1 리드전극(213)과 와이어(250)에 의해 연결될 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 몰딩부재(240)는 상기 발광소자(100)를 포위하여 상기 발광소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(240)에는 형광체(232)가 포함되어 상기 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 상기 몰딩부재(240)의 상면은 단면이 플랫(flat)하거나 볼록 또는 오목한 형상을 가질 수 있으며 이에 한정하지 않는다.The
실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 위에 어레이될 수 있으며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 렌즈, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 상기 라이트 유닛은 탑뷰 또는 사이드 뷰 타입으로 구현되어, 휴대 단말기 및 노트북 컴퓨터 등의 표시 장치에 제공되거나, 조명장치 및 지시 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 조명 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는 램프, 가로등, 전광판, 전조등을 포함할 수 있다.A plurality of light emitting devices or light emitting device packages according to the embodiments may be arrayed on a substrate, and a lens, a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, etc., which are optical members, may be disposed on the light path of the light emitting device package. Such a light emitting device package, a substrate, and an optical member can function as a light unit. The light unit may be implemented as a top view or a side view type and may be provided in a display device such as a portable terminal and a notebook computer, or may be variously applied to a lighting device and a pointing device. Still another embodiment may be embodied as a lighting device including the light emitting device or the light emitting device package described in the above embodiments. For example, the lighting device may include a lamp, a streetlight, an electric signboard, and a headlight.
<조명장치><Lighting device>
도 19는 실시예에 따른 조명장치의 분해 사시도이다.19 is an exploded perspective view of a lighting apparatus according to an embodiment.
실시예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.The lighting apparatus according to the embodiment may include a
상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다. 상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. The
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)를 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. The
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다. 상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.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.
제1 도전형 제1 AlGaN 계열층(112), 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층(113),
GaN/AlGaN 계열 초격자층(115), 활성층(114), 제2 도전형 AlGaN 계열층(116),
InGaN 계열 양자우물(114W), AlGaN 계열 양자벽(114B)The first conductive type first
A GaN /
An InGaN-based quantum well 114W, an AlGaN-based
Claims (12)
상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층 상에 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층;
상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층 상에 GaN/AlGaN 계열 초격자층;
상기 GaN/AlGaN 계열 초격자층 상에 활성층;
상기 활성층 상에 제2 도전형 AlGaN 계열층;을 포함하고,
상기 활성층은 InGaN 계열 양자우물과 AlGaN 계열 양자벽을 포함하고,
상기 AlGaN 계열 양자벽은 AlyGa1 - yN층(0<y<1)을 포함하고,
상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층은 제1 도전형 Alx2Ga1 - x2N층(0<x2<1)을 포함하는 자외선 발광소자.
A first conductive type first AlGaN series layer;
A first conductive type second AlGaN series layer on the first conductive type first AlGaN series layer;
A GaN / AlGaN superlattice layer on the first conductive type second AlGaN series layer;
An active layer on the GaN / AlGaN superlattice layer;
And a second conductive AlGaN-based layer on the active layer,
Wherein the active layer includes an InGaN-based quantum well and an AlGaN-based quantum wall,
Wherein the AlGaN-based quantum wall comprises an Al y Ga 1 - y N layer (0 <y <1)
Wherein the first conductive type second AlGaN-based layer comprises a first conductive type Al x 2 Ga 1 - x 2 N layer (0 <x 2 <1).
상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층의 Al의 조성(x2)은,
상기 AlGaN 계열 양자벽의 Al의 조성(y)보다는 크되, 0.5 미만인 범위(y<x2<0.5)의 자외선 발광소자.
The method according to claim 1,
The composition (x2) of Al in the first conductive type second AlGaN-based layer is,
(Y < x2 < 0.5) which is larger than the composition (y) of Al in the AlGaN-based quantum wall but is less than 0.5.
상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층은 제1 도전형 Alx1Ga1 - x1N층(0<x1<1)을 포함하며,
상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층의 Al의 조성(x2)은,
상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층의 Al의 조성(x1)보다는 큰 범위(x1<x2)의 자외선 발광소자.
The method according to claim 1,
Wherein the first conductive type first AlGaN layer includes a first conductive type Al x Ga 1 - x1 N layer (0 < x1 < 1)
The composition (x2) of Al in the first conductive type second AlGaN-based layer is,
(X1 < x2) larger than the composition (x1) of Al of the first conductive type first AlGaN-based layer.
상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층의 두께는,
10nm 내지 40nm 범위인 자외선 발광소자.
The method according to claim 1,
The thickness of the first conductive type second AlGaN-
The ultraviolet light-emitting element is in the range of 10 nm to 40 nm.
상기 InGaN 계열 양자우물의 조성은 InpGa1 - pN(0≤p≤0.02)인 자외선 발광소자.
The method according to claim 1,
And the composition of the InGaN-based quantum well is In p Ga 1 - p N ( 0 ? P ? 0.02).
상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층은 제1 농도의 Al 농도를 구비하는 제1 영역과 Al의 농도가 제1 농도보다 점차 높아지는 제2 영역을 포함하는 자외선 발광소자.
The method according to claim 1,
Wherein the first conductive type second AlGaN-based layer includes a first region having an Al concentration of a first concentration and a second region having a concentration of Al gradually higher than a first concentration.
상기 활성층에서의 상기 InGaN 계열 양자우물과 상기 AlGaN 계열 양자벽은 복수의 페어로 형성되며,
상기 하나의 InGaN 계열 양자우물의 두께는 2nm 내지 4nm인 자외선 발광소자.
The method according to claim 1,
The InGaN-based quantum well and the AlGaN-based quantum well in the active layer are formed of a plurality of pairs,
Wherein the thickness of the one InGaN-based quantum well is 2 nm to 4 nm.
상기 InGaN 계열 양자우물은
InGaN/GaN의 페어(pair)를 포함하는 자외선 발광소자.
8. The method of claim 7,
The InGaN-based quantum well
An ultraviolet light-emitting device comprising a pair of InGaN / GaN.
상기 제1 도전형 제1 AlGaN 계열층 상에 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층;
상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층 상에 GaN/AlGaN 계열 초격자층;
상기 GaN/AlGaN 계열 초격자층 상에 활성층;
상기 활성층 상에 제2 도전형 AlGaN 계열층;을 포함하고,
상기 활성층은 InGaN 계열 양자우물과 AlGaN 계열 양자벽을 포함하고,
상기 활성층에서의 상기 InGaN 계열 양자우물과 상기 AlGaN 계열 양자벽은 복수의 페어로 형성되며,
상기 InGaN 계열 양자우물의 두께는 2nm 내지 4nm인 자외선 발광소자.
A first conductive type first AlGaN series layer;
A first conductive type second AlGaN series layer on the first conductive type first AlGaN series layer;
A GaN / AlGaN superlattice layer on the first conductive type second AlGaN series layer;
An active layer on the GaN / AlGaN superlattice layer;
And a second conductive AlGaN-based layer on the active layer,
Wherein the active layer includes an InGaN-based quantum well and an AlGaN-based quantum wall,
The InGaN-based quantum well and the AlGaN-based quantum well in the active layer are formed of a plurality of pairs,
The thickness of the InGaN-based quantum well is 2 nm to 4 nm.
상기 InGaN 계열 양자우물은
InGaN/GaN의 페어(pair)를 포함하는 자외선 발광소자.
10. The method of claim 9,
The InGaN-based quantum well
An ultraviolet light-emitting device comprising a pair of InGaN / GaN.
상기 AlGaN 계열 양자벽은 AlyGa1 - yN층(0<y<1)을 포함하고,
상기 제1 도전형 제2 AlGaN 계열층은 제1 도전형 Alx2Ga1 - x2N층(0<x2<1)을 포함하는 자외선 발광소자.
10. The method of claim 9,
Wherein the AlGaN-based quantum wall comprises an Al y Ga 1 - y N layer (0 <y <1)
Wherein the first conductive type second AlGaN-based layer comprises a first conductive type Al x 2 Ga 1 - x 2 N layer (0 <x 2 <1).
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CN115548177A (en) * | 2022-10-12 | 2022-12-30 | 深圳大学 | Deep ultraviolet light-emitting diode and preparation method thereof |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140013249A (en) * | 2012-07-23 | 2014-02-05 | 엘지이노텍 주식회사 | Uv light emitting device and light emitting device package |
KR20150025278A (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-10 | 일진엘이디(주) | NITRIDE SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE USING AlGaN/GaN SUPERLATTICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
KR20160014416A (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-11 | 서울바이오시스 주식회사 | Ultra violet light emitting diode |
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Patent Citations (3)
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KR20140013249A (en) * | 2012-07-23 | 2014-02-05 | 엘지이노텍 주식회사 | Uv light emitting device and light emitting device package |
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KR20160014416A (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-11 | 서울바이오시스 주식회사 | Ultra violet light emitting diode |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115548177A (en) * | 2022-10-12 | 2022-12-30 | 深圳大学 | Deep ultraviolet light-emitting diode and preparation method thereof |
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