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KR100795179B1 - 질화물계 반도체 발광소자 - Google Patents

질화물계 반도체 발광소자 Download PDF

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KR100795179B1
KR100795179B1 KR1020060048877A KR20060048877A KR100795179B1 KR 100795179 B1 KR100795179 B1 KR 100795179B1 KR 1020060048877 A KR1020060048877 A KR 1020060048877A KR 20060048877 A KR20060048877 A KR 20060048877A KR 100795179 B1 KR100795179 B1 KR 100795179B1
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cladding layer
light emitting
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semiconductor light
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문원하
최창환
황영남
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 질화물계 반도체 발광소자에 관한 것으로서, 양전극과, 상기 양전극과 접하는 제2 n형 클래드층을 가지고 상기 양전극과 일부 접하도록 그 하면에 형성된 제1 p형 클래드층과, 상기 제1 p형 클래드층 하면에 형성된 활성층과, 상기 활성층과 접하지 않는 제2 p형 클래드층을 가지고, 상기 활성층 하면에 형성된 제1 n형 클래드층 및 상기 제1 n형 클래드층의 일부 및 제2 p형 클래드층과 접하도록 그 하면에 형성된 음전극을 포함하는 질화물계 반도체 발광소자에 관한 것이다.
발광소자, 정전기방전(ESD), 교류 동작, 쇼클리 다이오드

Description

질화물계 반도체 발광소자{NITRIDE TYPE SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}
도 1은 종래 기술에 따른 질화물계 반도체 발광소자를 도시한 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 질화물계 반도체 발광소자의 단면도.
도 3은 선행기술 문헌 1(미국특허 제6593597호)의 도 3B에 개시된 종래 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자(LED)의 구조를 나타낸 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 질화물계 반도체 발광소자의 회로도.
도 6 및 도 7은 도 4에 도시된 질화물계 반도체 발광소자의 순방향 및 역방향의 전류 흐름을 나타낸 단면도.
도 8은 도 4에 도시된 질화물계 반도체 발광소자의 I-V 곡선을 나타낸 그래프.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도.
도 11 및 도 12는 도 10에 도시된 질화물계 반도체 발광소자의 순방향 및 역방향의 전류 흐름을 나타낸 단면도.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 양전극 120 : 제1 p형 클래드층
130 : 제2 n형 클래드층 140 : 활성층
150 : 제1 n형 클래드층 160 : 제2 p형 클래드층
170 : 음전극 300 : p-n 다이오드
400 : 쇼클리 다이오드
본 발명은 질화물계 반도체 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전기 방전에 대한 내성이 높은 질화물계 반도체 발광소자에 관한 것이다.
최근, GaN 등의 Ⅲ-Ⅴ 질화물계 반도체는, 우수한 물리적, 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED) 또는 레이저 다이오드(Laser Diode : LD) 등의 발광소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다. Ⅲ-Ⅴ 질화물 반도 체 재료를 이용한 LED 혹은 LD는 청색 또는 녹색 파장대의 광을 얻기 위한 발광소자에 많이 사용되고 있으며, 이러한 발광소자는 전광판, 조명 장치 등 각종 제품의 광원으로 응용되고 있다.
그러나, 상기 질화물계 반도체를 사용하는 발광소자는 GaP 또는 GaAlAs와 같은 다른 화합물 반도체에 비해 정전기 방전(ESD)에 대한 내성이 매우 약하다는 단점이 있다. 예를 들어, 질화물계 반도체 발광소자는 순방향으로 약 수백 볼트(100V 이상)의 정전압이 인가될 때 파괴될 수 있으며, 역방향으로는 약 수십 볼트(30V 이상)의 정전압이 인가될 때 파괴될 수 있다. 이는 LED 또는 LD와 같은 질화물계 반도체 발광소자를 취급하거나 사용하는 과정에서, 사람이나 사물에서 쉽게 발생할 수 있는 정전기로 인해 생성된다.
이에 따라, ESD로 인한 질화물 반도체 발광소자의 손상을 억제하기 위해, 최근 다양한 연구들이 진행되고 있다. 예를 들어, 이러한 발광소자의 ESD 취약성을 보완하기 위하여 역방향으로 전류가 흐를 수 있는 정전압 다이오드를 제공하고 있으며, 그러한 정전압 다이오드로 바람직하게는 제너 다이오드(Zener Diode)가 있으며, 이를 LED와 병렬로 연결함으로써 정전기에 효율적으로 대응하도록 하고 있다.
그러면, 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 질화물계 반도체 발광소자에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 질화물계 반도체 발광소자를 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 질화물계 반도체 발광소자의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 질화물계 반도체 발광소자는 한 쌍의 양극 리드(51)와 음극 리드(52)로 형성된 리드프레임(50)의 동일면 상에 LED(30) 및 정전기 방전 충격 보호소자(40)를 나란히 실장하고, 이 LED(30)와 정전기 방전 충격 보호소자(40)를 금(Au) 성분의 와이어(60)로 서로 연결함으로써, 병렬구조를 가지고 있다. 이때, 상기 정전기 방전 충격 보호소자(40)는 제너 다이오드로 이루어진다.
미설명한 도면부호 10은 투명 또는 불투명 합성수지재로 형성된 패키지를 지칭하고, 20은 LED를 보호하기 위한 몰딩재를 지칭한다.
상기와 같은 정전기 방전 충격 보호소자(40)인 제너 다이오드는 일명 정전압 다이오드라고도 하며, 반도체 p-n 접합 다이오드의 하나로서, p-n 접합의 항복(Breakdown) 영역에서 동작특성이 나타나도록 제작된 다이오드로 주로 정전압용으로 사용된다. 그리고, 제너 회복현상을 이용해서 일정 전압을 얻는 소자이며 규소의 p-n 접합에서 전류 10mA로 동작하고 품종에 따라 3 ~ 12V의 정전압을 얻을 수 있는 다이오드이다.
따라서, 종래 기술에 따른 질화물계 반도체 발광소자는 LED에 이러한 제너 다이오드를 와이어 등에 의하여 병렬로 연결함으로써, 정전기로 인하여 역방향의 전류가 인가되더라도 상기 제너 다이오드를 통해 LED가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 상기 제너 다이오드를 LED와 리드프레임 상에 병렬로 함께 실장하게 되면, LED에서 발광하는 광을 제너 다이오드가 흡수하거나 산란시켜 발광소자의 휘도를 저하시키는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 선행기술 문헌 1의 도 3B에 개시된 바와 같이, 동일 기판에 LED와 쇼트키(schottky) 다이오드를 집적하는 기술이 제안되었다. 도 3은 선행기술 문헌 1(미국특허 제6593597호)의 도 3B에 개시된 종래 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3에 나타낸 종래 질화물계 반도체 발광소자는, 동일 기판(100)에 LED(A)와 쇼트키(schottky) 다이오드(B)를 집적하여 LED(A)와 쇼트키 다이오드(B)를 병렬로 연결시키고 있으며, 이에 따라 LED에서 발광하는 광의 손실 없이 ESD로부터 LED를 보호할 수 있어 발광소자의 휘도를 향상시킬 수 있다.
그러나, 이와 같은 방안은 제조 공정이 복잡한 문제 즉, LED 영역과 쇼트키 다이오드 영역을 분리하여야 할 뿐만 아니라, 도전성 버퍼층(104b) 상에 쇼트키 콘택을 이루는 전극(118) 물질과 오믹 콘택을 이루는 전극(120) 물질을 별도로 증착하여 쇼트키 접합시켜야 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 ESD 내성 향상을 위한 별도의 다른 소자를 구비할 필요없이 높은 ESD 내성을 구현할 수 있는 질화물계 반도체 소자를 제공하는 데에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 양전극과, 상기 양전극과 접하는 제2 n형 클래드층을 가지고, 상기 양전극과 일부 접하도록 그 하면에 형성된 제1 p형 클래드층과, 상기 제1 p형 클래드층 하면에 형성된 활성층과, 상기 활성층과 접하지 않는 제2 p형 클래드층을 가지고, 상기 활성층 하면 전체에 형성된 제1 n형 클래드층 및 상기 제1 n형 클래드층의 일부 및 제2 p형 클래드층과 접하도록 그 하면에 형성된 음전극을 포함하는 질화물계 반도체 발광소자를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 또 다른 본 발명은 양전극과, 상기 양전극과 접하는 제2 p형 클래드층을 가지고, 상기 양전극과 일부 접하도록 그 하면에 형성된 제1 n형 클래드층과, 상기 제1 n형 클래드층 하면에 형성된 활성층과, 상기 활성층과 접하지 않는 제2 n형 클래드층을 가지고, 상기 활성층 하면 전체에 형성된 제1 p형 클래드층 및 상기 제1 p형 클래드층의 일부 및 제2 n형 클래드층과 접하도록 그 하면에 형성된 음전극을 포함하는 질화물계 반도체 발광소자를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 또 다른 본 발명은, 기판과, 상기 기판과 접하지 않는 제2 p형 클래드층을 가지고, 상기 기판 상면 전체에 형성된 제1 n형 클래드층과, 상기 제1 n형 클래드층 상면의 소정 영역에 형성된 활성층과, 상기 활성층과 접하지 않는 제2 n형 클래드층을 가지고, 상기 활성층 상면 전체에 형성된 제1 p형 클래드층과, 상기 제1 p형 클래드층의 일부 및 상기 제2 n형 클래드층과 접하도록 그 상면에 형성된 양전극 및 상기 활성층이 형성되지 않은 제1 n형 클래드층의 일부 및 상기 제2 p형 클래드층과 접하도록 그 상면에 형성된 음전극을 포함하는 질화물계 반도체 발광소자를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 또 다른 본 발명은, 기판과, 상기 기판과 접 하지 않는 제2 n형 클래드층을 가지고, 상기 기판 상면 전체에 형성된 제1 p형 클래드층과, 상기 제1 p형 클래드층 상면의 소정 영역에 형성된 활성층과, 상기 활성층과 접하지 않는 제2 p형 클래드층을 가지고, 상기 활성층 상면 전체에 형성된 제1 n형 클래드층과, 상기 제1 n형 클래드층의 일부 및 상기 제2 p형 클래드층과 접하도록 그 상면에 형성된 양전극 및 상기 활성층이 형성되지 않은 제1 p형 클래드층의 일부 및 상기 제2 n형 클래드층과 접하도록 그 상면에 형성된 음전극을 포함하는 질화물계 반도체 발광소자를 제공한다.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하였다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
실시예 1
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 구조에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자(LED)의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 질화물계 반도체 발광소자의 회로도이다.
우선, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 최상부에는 Cr/Au 등으로 이루어진 양전극(110)이 형성되어 있다.
상기 양전극(110)의 하면에는 제1 p형 클래드층(120)이 형성되어 있다. 상기 제1 p형 클래드층(120)은, 소정 영역 내에 이와 반대되는 타입의 제2 n형 클래드층(130)을 포함하고 있으며, 상기 제2 n형 클래드층(130)은 상기 양전극(110)과 접하도록 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 p형 클래드층(120)과 제2 n형 클래드층(130)은, InXAlYGa1 -X- YN (0≤X, 0≤Y, X+Y≤1) 조성물을 포함한 Ⅲ-Ⅴ 반도체, ZnO, Ⅱ-Ⅵ 화합물 반도체 및 Si 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따른 양전극(110)은 상기 제1 p형 클래드층(120) 및 제2 n형 클래드층(130)과 동시에 접하도록 형성되어 있다.
상기 제2 n형 클래드층(130)을 가지는 제1 p형 클래드층(120)의 하면에는 활성층(140)이 형성되어 있다. 이때, 상기 활성층(140)은 InGaN/GaN층으로 구성된 다중우물 구조(Multi-Quantum Well)로 형성된다.
한편, 상기 활성층(140)은 하나의 양자우물층 또는 더블헤테로 구조로 형성될 수도 있다.
상기 활성층(140)의 하면에는 제1 n형 클래드층(150)이 형성되어 있다. 상 기 제1 n형 클래드층(150) 또한 상기 제1 p형 클래드층(120)과 마찬가지로 소정 영역 내에 이와 반대되는 타입의 제2 p형 클래드층(160)을 포함하고 있으며, 상기 제2 p형 클래드층(160)은 상기 활성층(140)과 접하지 않게 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 n형 클래드층(150)과 제2 p형 클래드층(160)은, InXAlYGa1 -X- YN (0≤X, 0≤Y, X+Y≤1) 조성물을 포함한 Ⅲ-Ⅴ 반도체, ZnO, Ⅱ-Ⅵ 화합물 반도체 및 Si 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 n형 클래드층(150)의 일부 및 제2 p형 클래드층(160)의 하면에는 이들과 동시에 접하도록 형성된 음전극(170)이 위치하고 있다. 이에 따라, 동일 기판에 LED와 쇼트키(schottky) 다이오드를 집적하는 선행기술 문헌 1(미국특허 제6593597호)의 도 3B에 개시된 종래 질화물계 반도체 발광소자에 비해 형성되는 전극의 수를 감소시킬 수 있고, 그 결과 제조 공정을 단순화하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자는 순방향으로 바이어스(bias) 될 경우 LED와 같은 p-n 다이오드로 동작하며, 역방향으로 바이어스 될 경우 p-n-p-n 구조를 가지는 쇼클리(shockley) 다이오드로 동작한다.
즉, 본 발명에 따른 질화물계 반도체 발광소자는 도 5에 도시한 바와 같이, p-n 다이오드(300)와 쇼클리 다이오드(400)가 병렬로 연결된 구조를 가진다.
그러면, 이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 동 작 방법에 대하여, 도 6 내지 도 8을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7은 도 4에 도시된 질화물계 반도체 발광소자의 순방향 및 역방향의 전류 흐름을 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 4에 도시된 질화물계 반도체 발광소자의 I-V 곡선을 나타낸 그래프이다.
우선, 제1 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자가 순방향으로 바이어스 될 경우, 도 6 및 도 8을 참조하면, 질화물계 반도체 발광소자는 화살표 방향(p1→n1)으로 전류가 흐르게 되어 p-n 다이오드로 동작하며, I-V 곡선 또한, 꼭지점 a→e(p1→n1)의 곡선을 가지므로 정상적으로 동작하는 것을 확인할 수 있다.
한편, 제1 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자가 역방향으로 바이어스 될 경우, 도 7 및 도 8을 참조하면, 질화물계 반도체 발광소자는 화살표 방향(p2→n1→p1→n2)으로 전류가 흐르게 되어 p-n-p-n 구조를 가지는 쇼클리 다이오드로 동작하므로, 상기 쇼클리 다이오드를 통해 전류가 바이패스(By-Pass)되어 정전기 방전 충격 발생으로 인한 손상을 방지할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 질화물계 반도체 발광소자는, 역방향으로 바이어스 될 때, 도 8에 나타낸 바와 같이, I-V 곡선이 꼭지점 a→b→c→d(p2→n1→p1→n2)의 곡선을 가지므로 순방향으로 바이어스 될 경우 뿐만 아니라 역방향으로 바이어스 될 경우에도 정상적으로 동작 가능하다.
다시 말하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자는, 교 류에서도 즉, 순방향 및 역방향 바이어스에 모두에서 동작 가능하다.
실시예 2
그러면, 이하 도 9를 참고하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자에 대해 설명하기로 한다. 다만, 제2 실시예의 구성 중 제1 실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 제2 실시예에서 달라지는 구성에 대해서만 상술하기로 한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 제2 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자는 제1 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자와 대부분의 구성이 동일하고, 다만, 상기 양전극(110)의 하면에 제2 n형 클래드층(130)을 포함하는 제1 p형 클래드층(120)이 아닌, 제2 p형 클래드층(160)을 포함하는 제1 n형 클래드층(150)이 형성되어 있고, 상기 활성층(140) 하면에 제2 p형 클래드층(160)을 포함하는 제1 n형 클래드층(150)이 아닌, 제2 n형 클래드층(130)을 포함하는 제1 p형 클래드층(120)이 형성되어 있다는 점에서만 제1 실시예와 다르다.
즉, 제1 실시예는 p-n-p-n 구조를 가지는 쇼클리 다이오드를 나타낸 것이고, 제2 실시예는 n-p-n-p 구조를 가지는 쇼클리 다이오드를 나타낸 것이다.
따라서, 제2 실시예 또한, 제1 실시예와 마찬가지로, p-n 다이오드와 쇼클리 다이오드가 병렬로 연결되어 ESD에 대한 높은 내성을 가지는 동시에 순방향 및 역 방향 바이어스 모두에서 동작 가능하다.
실시예 3
그러면, 이하 도 10을 참고하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 제3 실시예의 구성 중 제1 실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 제3 실시예에서 달라지는 구성에 대해서만 상술하기로 한다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 최하부에는 기판(200)이 형성되어 있다. 이때, 상기 기판(100)은, 질화물 반도체 단결정을 성장시키기에 적합한 기판으로서, 사파이어 기판 및 실리콘카바이드(SiC) 기판과 같은 이종 기판 또는 질화물 기판과 같은 동종 기판일 수 있다.
상기 기판(200) 상에는 상기 기판(200)과 접하지 않는 제2 p형 클래드층(220)을 포함하는 제1 n형 클래드층(210)이 형성되어 있다.
상기 제1 n형 클래드층(210) 상면의 소정 영역에는 활성층(230)이 형성되어 있다.
상기 활성층(230) 상면 전체에 이와 접하지 않는 제2 n형 클래드층(250)을 포함하는 제1 p형 클래드층(240)이 형성되어 있으며, 그 위에는 상기 제1 p형 클래 드층(250)의 일부 및 상기 제2 n형 클래드층(250)과 동시에 접하고 있는 양전극(260)이 위치한다.
상기 활성층(230)이 형성되지 않은 제1 n형 클래드층(210) 상에 즉, 상기 활성층(230)과 제1 p형 클래드층(240)의 일부가 메사 식각(mesa etching)으로 제거되어, 저면에 노출된 제1 n형 클래드층(210)의 일부 및 제2 p형 클래드층(220) 상에 그들과 동시에 접하는 음전극(270)이 형성되어 있다.
그러면, 이하 본 발명의 제3 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 동작 방법에 대하여, 도 11 내지 도 12를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 11 및 도 12는 도 10에 도시된 질화물계 반도체 발광소자의 순방향 및 역방향의 전류 흐름을 나타낸 단면도이다.
우선, 제3 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자가 순방향으로 바이어스 될 경우, 도 11을 참조하면, 질화물계 반도체 발광소자는 화살표 방향(p1→n1)으로 전류가 흐르게 되어 p-n 다이오드로 동작한다.
한편, 제3 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자가 역방향으로 바이어스 될 경우, 도 12를 참조하면, 질화물계 반도체 발광소자는 화살표 방향(p2→n1→p1→n2)으로 전류가 흐르게 되어 p-n-p-n 구조를 가지는 쇼클리 다이오드로 동작하므로, 상기 쇼클리 다이오드를 통해 전류가 바이패스(By-Pass)되어 정전기 방전 충격 발생으로 인한 손상을 방지할 수 있다.
즉, 제1 실시예는 서로 다른 전극이 수직으로 형성된 수직형 발광소자이고, 제3 실시예는 서로 다른 전극이 수평으로 형성된 수평형 발광소자를 예시한 것이다.
따라서, 이러한 제3 실시예 역시 상술한 제1 실시예와 동일한 작용 및 효과를 나타낼 수 있다.
실시예 4
그러면, 이하 도 13을 참고하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자에 대해 설명하기로 한다. 다만, 제4 실시예의 구성 중 제3 실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 제4 실시예에서 달라지는 구성에 대해서만 상술하기로 한다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 제4 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자는 제3 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자와 대부분의 구성이 동일하고, 다만, 상기 기판(200) 상에 제2 p형 클래드층(220)을 포함하는 제1 n형 클래드층(210)이 아닌, 제2 n형 클래드층(240)을 포함하는 제1 p형 클래드층(240)이 형성되어 있고, 상기 활성층(230) 상에 제2 n형 클래드층(250)을 포함하는 제1 p형 클래드층(240)이 아닌, 제2 p형 클래드층(220)을 포함하는 제1 n형 클래드층(210)이 형성되어 있다는 점에서만 제3 실시예와 다르다.
즉, 제3 실시예는 p-n-p-n 구조를 가지는 쇼클리 다이오드를 나타낸 것이고, 제4 실시예는 n-p-n-p 구조를 가지는 쇼클리 다이오드를 나타낸 것이다.
따라서, 제4 실시예 또한, 제3 실시예와 마찬가지로, p-n 다이오드와 쇼클리 다이오드가 병렬로 연결되어 ESD에 대한 높은 내성을 가지는 동시에 순방향 및 역방향 바이어스 모두에서 동작 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 순방향 바이어스가 인가될 경우엔 p-n 다이오드로 동작하고, 역방향 바이어스가 인가될 경우엔 p-n-p-n 구조를 가지는 쇼클리 다이오드로 동작하여 양방향 바이어스에 모두 동작함으로써, ESD에 대해 높은 내성을 가지는 질화물계 반도체 발광소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 ESD 내성 향상을 위한 별도의 다른 소자를 구비할 필요없으므로, 공간 마진을 확보하여 질화물계 반도체 발광소자를 소형화시킬 수 있을 뿐만 아니라 발광 면적을 증가시켜 휘도 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 전극을 수를 감소시켜 전반적인 제조 공정을 단순화함으로써, 질화물계 반도체 발광소자의 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 양전극;
    상기 양전극과 접하는 제2 n형 클래드층을 가지고, 상기 양전극과 일부 접하도록 그 하면에 형성된 제1 p형 클래드층;
    상기 제1 p형 클래드층 하면에 형성된 활성층;
    상기 활성층과 접하지 않는 제2 p형 클래드층을 가지고, 상기 활성층 하면 전체에 형성된 제1 n형 클래드층; 및
    상기 제1 n형 클래드층의 일부 및 제2 p형 클래드층과 접하도록 그 하면에 형성된 음전극을 포함하는 질화물계 반도체 발광소자.
  2. 양전극;
    상기 양전극과 접하는 제2 p형 클래드층을 가지고, 상기 양전극과 일부 접하도록 그 하면에 형성된 제1 n형 클래드층;
    상기 제1 n형 클래드층 하면에 형성된 활성층;
    상기 활성층과 접하지 않는 제2 n형 클래드층을 가지고, 상기 활성층 하면 전체에 형성된 제1 p형 클래드층; 및
    상기 제1 p형 클래드층의 일부 및 제2 n형 클래드층과 접하도록 그 하면에 형성된 음전극을 포함하는 질화물계 반도체 발광소자.
  3. 기판;
    상기 기판과 접하지 않는 제2 p형 클래드층을 가지고, 상기 기판 상면 전체에 형성된 제1 n형 클래드층;
    상기 제1 n형 클래드층 상면의 소정 영역에 형성된 활성층;
    상기 활성층과 접하지 않는 제2 n형 클래드층을 가지고, 상기 활성층 상면 전체에 형성된 제1 p형 클래드층;
    상기 제1 p형 클래드층의 일부 및 상기 제2 n형 클래드층과 접하도록 그 상면에 형성된 양전극; 및
    상기 활성층이 형성되지 않은 제1 n형 클래드층의 일부 및 상기 제2 p형 클래드층과 접하도록 그 상면에 형성된 음전극을 포함하는 질화물계 반도체 발광소자.
  4. 기판;
    상기 기판과 접하지 않는 제2 n형 클래드층을 가지고, 상기 기판 상면 전체에 형성된 제1 p형 클래드층;
    상기 제1 p형 클래드층 상면의 소정 영역에 형성된 활성층;
    상기 활성층과 접하지 않는 제2 p형 클래드층을 가지고, 상기 활성층 상면 전체에 형성된 제1 n형 클래드층;
    상기 제1 n형 클래드층의 일부 및 상기 제2 p형 클래드층과 접하도록 그 상면에 형성된 양전극; 및
    상기 활성층이 형성되지 않은 제1 p형 클래드층의 일부 및 상기 제2 n형 클래드층과 접하도록 그 상면에 형성된 음전극을 포함하는 질화물계 반도체 발광소자.
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