KR101640191B1

KR101640191B1 - Semiconductor light emitting device

Info

Publication number: KR101640191B1
Application number: KR1020150055423A
Authority: KR
Inventors: 최일균; 정연호
Original assignee: 주식회사 세미콘라이트
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2016-07-18
Anticipated expiration: 2035-04-20

Abstract

본 개시는 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층; 복수의 반도체층 위에 형성되어 활성층으로부터의 빛을 반사하는 제1 비도전성 반사막;으로서, 복수의 층을 가지며, 제1 입사각이 브루스터 각(Brewster Angle)이 되는 제1 비도전성 반사막; 제1 비도전성 반사막 위에 형성되어 제1 비도전성 반사막을 통과한 빛을 반사하는 제2 비도전성 반사막;으로서, 일부의 층이 제1 비도전성 반사막과 다른 물질로 된 복수의 층을 가지며, 제1 입사각과 다른 제2 입사각이 브루스터 각이 되는 제2 비도전성 반사막; 그리고 복수의 반도체층과 전기적으로 연결된 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자에 관한 것이다.A semiconductor light emitting device includes a first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, a first semiconductor layer interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, A plurality of semiconductor layers each having an active layer that generates light by recombination of holes; A first non-conductive reflective film formed on the plurality of semiconductor layers and reflecting light from the active layer, the first non-conductive reflective film having a plurality of layers, the first incident angle being a Brewster's angle; And a second non-conductive reflective film formed on the first non-conductive reflective film and reflecting light that has passed through the first non-conductive reflective film, wherein a part of the layers has a plurality of layers made of a material different from that of the first non- A second non-conductive reflective film having a second incident angle different from the incident angle to form a Brewster's angle; And an electrode electrically connected to the plurality of semiconductor layers.

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to a semiconductor light emitting device,

본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 빛 손실을 감소하여 휘도가 향상된 반도체 발광소자에 관한 것이다.The present disclosure relates generally to a semiconductor light emitting device, and more particularly to a semiconductor light emitting device in which luminance is improved by reducing light loss.

여기서, 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 반도체 광소자를 의미하며, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 들 수 있다. 3족 질화물 반도체는 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 화합물로 이루어진다. 이외에도 적색 발광에 사용되는 GaAs계 반도체 발광소자 등을 예로 들 수 있다.Here, the semiconductor light emitting element means a semiconductor light emitting element that generates light through recombination of electrons and holes, for example, a group III nitride semiconductor light emitting element. The Group III nitride semiconductor is made of a compound of Al (x) Ga (y) In (1-x-y) N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? A GaAs-based semiconductor light-emitting element used for red light emission, and the like.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).Herein, the background art relating to the present disclosure is provided, and these are not necessarily meant to be known arts.

도 1은 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에 성장되는 위에 성장되는 n형 반도체층(300), n형 반도체층(300) 위에 성장되는 활성층(400), 활성층(400) 위에 성장되는 p형 반도체층(500), p형 반도체층(500) 위에 형성되는 반사막으로 기능하는 전극(901,902,903) 그리고 식각되어 노출된 n형 반도체층(300) 위에 형성되는 n측 본딩 패드(800)를 포함한다.FIG. 1 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device disclosed in U.S. Patent No. 7,262,436. The semiconductor light emitting device includes a substrate 100, an n-type semiconductor layer 300 grown on the substrate 100, an active layer 400 grown on the n-type semiconductor layer 300, a p-type semiconductor layer 500 grown on the active layer 400, electrodes 901, 902 and 903 functioning as reflective films formed on the p-type semiconductor layer 500, And an n-side bonding pad 800 formed on the exposed n-type semiconductor layer 300.

이러한 구조의 칩, 즉 기판(100)의 일 측에 전극(901,902,903) 및 전극(800) 모두가 형성되어 있고, 전극(901,902,903)이 반사막으로 기능하는 형태의 칩을 플립 칩(filp chip)이라 한다. 전극(901,902,903)은 반사율이 높은 전극(901; 예: Ag), 본딩을 위한 전극(903; 예: Au) 그리고 전극(901) 물질과 전극(903) 물질 사이의 확산을 방지하는 전극(902; 예: Ni)으로 이루어진다. 이러한 금속 반사막 구조는 반사율이 높고, 전류 확산에 이점을 가지지만, 금속에 의한 빛 흡수라는 단점을 가진다.A chip having such a structure, that is, a chip in which both the electrodes 901, 902, 903 and the electrode 800 are formed on one side of the substrate 100 and the electrodes 901, 902, 903 function as a reflection film is called a flip chip . Electrodes 901,902 and 903 may be formed of a highly reflective electrode 901 (e.g., Ag), an electrode 903 (e.g., Au) for bonding, and an electrode 902 (not shown) to prevent diffusion between the electrode 901 material and the electrode 903 material. For example, Ni). Such a metal reflection film structure has a high reflectance and an advantage of current diffusion, but has a disadvantage of light absorption by a metal.

도 2는 일본 공개특허공보 제2006-20913호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에 성장되는 버퍼층(200), 버퍼층(200) 위에 성장되는 n형 반도체층(300), n형 반도체층(300) 위에 성장되는 활성층(400), 활성층(400) 위에 성장되는 p형 반도체층(500), p형 반도체층(500) 위에 형성되며, 전류 확산 기능을 하는 투광성 도전막(600), 투광성 도전막(600) 위에 형성되는 p측 본딩 패드(700) 그리고 식각되어 노출된 n형 반도체층(300) 위에 형성되는 n측 본딩 패드(800)를 포함한다. 그리고 투광성 도전막(600) 위에는 분포 브래그 리플렉터(900; DBR: Distributed Bragg Reflector)와 금속 반사막(904)이 구비되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 금속 반사막(904)에 의한 빛 흡수를 감소하지만, 전극(901,902,903)을 이용하는 것보다 상대적으로 전류 확산이 원활치 못한 단점이 있다.The semiconductor light emitting device includes a substrate 100, a buffer layer 200 grown on the substrate 100, a buffer layer 200, a buffer layer 200 formed on the substrate 100, An active layer 400 grown on the n-type semiconductor layer 300, a p-type semiconductor layer 500 grown on the active layer 400, and a p-type semiconductor layer 500 grown on the n- A p-side bonding pad 700 formed on the transparent conductive film 600, and an n-side bonding pad (not shown) formed on the n-type semiconductor layer 300 exposed by etching 800). A DBR (Distributed Bragg Reflector) 900 and a metal reflection film 904 are provided on the transmissive conductive film 600. According to this structure, although the absorption of light by the metal reflection film 904 is reduced, the current diffusion is less smooth than that using the electrodes 901, 902, and 903.

이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described later in the Specification for Implementation of the Invention.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).SUMMARY OF THE INVENTION Herein, a general summary of the present disclosure is provided, which should not be construed as limiting the scope of the present disclosure. of its features).

본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층; 복수의 반도체층 위에 형성되어 활성층으로부터의 빛을 반사하는 제1 비도전성 반사막;으로서, 복수의 층을 가지며, 제1 입사각이 브루스터 각(Brewster Angle)이 되는 제1 비도전성 반사막; 제1 비도전성 반사막 위에 형성되어 제1 비도전성 반사막을 통과한 빛을 반사하는 제2 비도전성 반사막;으로서, 일부의 층이 제1 비도전성 반사막과 다른 물질로 된 복수의 층을 가지며, 제1 입사각과 다른 제2 입사각이 브루스터 각이 되는 제2 비도전성 반사막; 그리고 복수의 반도체층과 전기적으로 연결된 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.According to one aspect of the present disclosure, in a semiconductor light emitting device, a first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, A plurality of semiconductor layers interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer and having an active layer that generates light by recombination of electrons and holes; A first non-conductive reflective film formed on the plurality of semiconductor layers and reflecting light from the active layer, the first non-conductive reflective film having a plurality of layers, the first incident angle being a Brewster's angle; And a second non-conductive reflective film formed on the first non-conductive reflective film and reflecting light that has passed through the first non-conductive reflective film, wherein a part of the layers has a plurality of layers made of a material different from that of the first non- A second non-conductive reflective film having a second incident angle different from the incident angle to form a Brewster's angle; And an electrode electrically connected to the plurality of semiconductor layers.

도 1은 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 일본 공개특허공보 제2006-20913호에 제시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 4는 제1 비도전성 반사막의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 제2 비도전성 반사막의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 7a는 비도전성 반사막의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 도 8의 A-A 선을 따라 취한 단면의 일 예를 나타내는 도면,
도 10은 도 9에서 비도전성 반사막을 설명하기 위한 도면.1 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device disclosed in U.S. Patent No. 7,262,436,
2 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-20913,
3 is a view for explaining an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure,
4 is a view for explaining an example of a first non-conductive reflective film,
5 is a view for explaining an example of a second non-conductive reflective film,
6 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure,
7A is a view for explaining another example of a non-conductive reflective film,
8 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure,
9 is a view showing an example of a cross section taken along the line AA in Fig. 8,
FIG. 10 is a view for explaining a non-conductive reflective film in FIG. 9; FIG.

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)). The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 설명하는 도면으로서, 도 3a를 참조하면, 반도체 발광소자는 복수의 반도체층(30,40,50), 제1 비도전성 반사막(R1), 제2 비도전성 반사막(R2), 및 적어도 하나의 전극(도시되지 않음)을 포함한다. 복수의 반도체층(30,40,50)은 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50), 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50)의 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층(40)을 가진다. 제1 비도전성 반사막(R1)은 복수의 반도체층(30,40,50) 위에 형성되어 활성층(40)으로부터의 빛을 반사한다. 제1 비도전성 반사막(R1)은 복수의 층(93a,93b)을 가지며, 제1 입사각(A1; 도 4 참조)이 브루스터 각(Brewster Angle)이 된다. 제2 비도전성 반사막(R2)은 제1 비도전성 반사막(R1) 위에 형성되어 제1 비도전성 반사막(R1)을 통과한 빛을 반사한다. 제2 비도전성 반사막(R2)은 일부의 층이 제1 비도전성 반사막(R1)과 다른 물질로 된 복수의 층(95a,95b)을 가지며, 제2 입사각(A2; 도 5 참조)이 브루스터 각이 된다. 적어도 하나의 전극은 복수의 반도체층(30,40,50)과 전기적으로 연결되어 전류를 공급한다. 브루스터 각에 대해서는 후술된다.3A, the semiconductor light emitting device includes a plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50, a first non-conductive reflective film R1, A second non-conductive reflective film R2, and at least one electrode (not shown). The plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 may include a first semiconductor layer 30 having a first conductivity, a second semiconductor layer 50 having a second conductivity different from the first conductivity, a first semiconductor layer 30, And an active layer 40 interposed between the first semiconductor layer 50 and the second semiconductor layer 50 to generate light by recombination of electrons and holes. The first non-conductive reflective film Rl is formed on the plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 to reflect light from the active layer 40. The first non-conductive reflective film Rl has a plurality of layers 93a and 93b, and a first incident angle A1 (see FIG. 4) is a Brewster angle. The second non-conductive reflective film R 2 is formed on the first non-conductive reflective film R 1 and reflects light that has passed through the first non-conductive reflective film R 1. The second non-conductive reflective film R2 has a plurality of layers 95a and 95b, in which some layers are made of a material different from the first non-conductive reflective film R1, and a second incident angle A2 (see FIG. 5) . At least one electrode is electrically connected to the plurality of semiconductor layers (30, 40, 50) to supply current. The Brewster angle will be described later.

제1 비도전성 반사막(R1)은 제1 입사각(A1; 제1 비도전성 반사막의 브루스터 각)에서 반사율이 저하된다. 제2 비도전성 반사막(R2)은 제1 입사각(A1)으로 제1 비도전성 반사막(R1)에 입사하여 투과한 광에 대해 반사율이 높도록 형성된다. 따라서 누설광이 감소하여 반도체 발광소자의 휘도가 상승한다. The reflectivity of the first non-conductive reflective film Rl is lowered at the first incident angle A1 (Brewster angle of the first non-conductive reflective film). The second non-conductive reflective film R 2 is formed so as to have a high reflectivity with respect to the light incident on the first non-conductive reflective film R 1 at the first incident angle A 1 and transmitted therethrough. Therefore, the leakage light decreases and the luminance of the semiconductor light emitting element rises.

본 예에 따른 반도체 발광소자는 플립칩으로서, 금속 반사막 대신 비도전성 반사막(R1,R2)을 사용하여 빛흡수 손실을 줄인다. 비도전성 반사막(R1,R2)은 바람직하게는 분포 브래그 리플렉터(Distributed Bragg Reflector), 전방향 리플렉터(ODR; Omni-Directional Reflector), 등을 포함하여 복수의 층(93a,93b,95a,95b)을 가지는 구조이다. 분포 브래그 리플렉터는 수직 방향에 가까운 빛일수록 반사율이 높아서, 대략 99% 이상 반사한다. 그러나 일부의 빛은 분포 브래그 리플렉터를 통과할 수 있다. 반도체 발광소자의 광추출효율을 높이기 위해 이렇게 비도전성 반사막(R1,R2)을 투과하는 빛을 줄이는 것이 필요하다.The semiconductor light emitting device according to this example is a flip chip, and the light absorption loss is reduced by using the non-conductive reflective films R1 and R2 instead of the metal reflective film. The non-conductive reflective films R1 and R2 preferably include a plurality of layers 93a, 93b, 95a, and 95b, including a Distributed Bragg Reflector, an Omni-Directional Reflector (ODR) The branch structure. The distribution Bragg reflector has reflectance higher near the vertical direction and reflects more than 99%. However, some of the light can pass through the distributed Bragg reflector. It is necessary to reduce the light transmitted through the nonconductive reflective films R1 and R2 in order to increase the light extraction efficiency of the semiconductor light emitting device.

도 3b를 참조하면, 예를 들어, 두 매질의 경계면에 특정한 각도로 빛이 입사하면 어떤 편광 성분의 빛만 반사되고, 다른 편광 성분은 반사 없이 전부 투과된다. 이 특정 각도를 브루스터 각(BA11)이라고 한다. 도 3b에서 수직편광(S편광) 및 수평편광(P편광)을 고려할 때, 브루스터 각으로 경계면에 수직편광 및 수평편광이 입사하면, 반사파(TE파; S편광)와 투과파(TM파; P편광+S편광 일부)가 90도를 이루며, 수직편광은 거의 전부 반사되며, 수평편광은 반사가 거의 되지 않고 대부분 투과되는 각도가 반드시 있게 된다. 이와 같이, 수평편광 성분의 반사계수가 0이 되는 입사각이 브루스터 각이다. 브루스터 각은 매질의 물성에 따라 달라질 수 있다. 무편광된 빛(예: 활성층으로부터의 빛)이 브루스터 각으로 제1 비도전성 반사막(R1)에 입사하면, 수직편광 성분은 거의 전부 반사되고, 수평편광 성분은 전부 투과된다. Referring to FIG. 3B, for example, when light is incident on a boundary surface between two media at a specific angle, only light of a certain polarization component is reflected, and all other polarization components are transmitted without reflection. This specific angle is referred to as Brewster's angle (BA11). Considering the vertical polarization (S polarized light) and the horizontal polarized light (P polarized light) in FIG. 3B, when vertically polarized light and horizontally polarized light are incident on the interface at the Brewster angle, a reflected wave Polarized light + S polarized light) is 90 degrees, the vertical polarized light is almost totally reflected, and the horizontally polarized light is almost not reflected, and most of the angle is transmitted. Thus, the incident angle at which the reflection coefficient of the horizontal polarization component becomes zero is the Brewster's angle. The Brewster's angle may vary depending on the physical properties of the medium. When unpolarized light (for example, light from the active layer) is incident on the first non-conductive reflective film R1 at the Brewster angle, the vertical polarization component is almost completely reflected, and the horizontal polarization component is entirely transmitted.

도 4는 제1 비도전성 반사막의 일 예를 설명하기 위한 도면으로서, 제1 비도전성 반사막(R1)은 DBR로서, 복수의 층(93a,93b)을 가진다. 예를 들어, 도 4b에 제시된 바와 같이, 제1 비도전성 반사막(R1)의 복수의 층(93a,93b)은 복수 회 적층된 제1 물질층(93a)/제2 물질층(93b) 쌍을 포함한다. 제1 물질층(93a) 및 제2 물질층(93b)은 SiO_x, TiO_x, Ta₂O₅, 및 MgF₂ 중 서로 다르게 선택된 물질로 이루어질 수 있다. 이외의 물질도 물론 가능하며, 제1 비도전성 반사막(R1)이 3종류 이상의 복수의 층을 가지는 경우도 물론 가능하다. 예를 들어, 제1 비도전성 반사막(R1)은 제1 물질층(93a)/제2 물질층(93b) 쌍으로서 25 ~ 26 회 적층된 SiO₂ /TiO₂를 포함하며, SiO₂ 및 TiO₂는 각각 수십 나노 두께로 형성된다. 이 경우, 도 4b에 제시된 바와 같이, 투광성 도전막(60; 예: ITO)을 통해 제1 비도전성 반사막(R1)으로 빛이 입사할 때, 브루스터 각(A1)은 약 38도이며, 이 브루스터 각에서는 제1 비도전성 반사막(R1)의 최대 반사율이 50% 정도이다. 도 4a에는 이러한 ITO(60)와 제1 비도전성 반사막(R1)의 적층 구조에서 입사각과 반사율을 나타낸다. 도 4a의 반사율 그래프는 전술된 수직편광과 수평편광의 반사율의 평균(mean-pol)을 나타낸다 . Fig. 4 is a view for explaining an example of the first non-conductive reflective film. The first non-conductive reflective film R1 has a plurality of layers 93a and 93b as DBRs. For example, as shown in FIG. 4B, the plurality of layers 93a and 93b of the first non-conductive reflective film Rl may be formed of a plurality of pairs of the first material layer 93a / second material layer 93b . The first material layer 93a and the second material layer 93b may be made of different materials selected from SiO _x , TiO _x , Ta ₂ O ₅ , and MgF ₂ . Of course, other materials are also possible, and it is of course possible that the first non-conductive reflective film R1 has a plurality of layers of three or more kinds. For example, the first non-conductive reflective film Rl may be formed of a first material layer 93a / a second material layer 93b pair consisting of 25 to 26 times of SiO ₂ / TiO ₂ , and SiO ₂ and TiO ₂ each have a thickness of several tens nanometers. In this case, as shown in FIG. 4B, when light is incident on the first non-conductive reflective film R 1 through the transparent conductive film 60 (for example, ITO), the Brewster angle A1 is about 38 degrees, At the angle, the maximum reflectance of the first non-conductive reflective film R1 is about 50%. 4A shows the incident angle and the reflectance in the laminated structure of the ITO 60 and the first non-conductive reflective film Rl. The reflectance graph of Fig. 4A shows the mean (pol) of reflectance of the above-mentioned vertical polarization and horizontal polarization .

도 5는 제2 비도전성 반사막(R2)의 일 예를 설명하기 위한 도면으로서, 제2 비도전성 반사막(R2)은 DBR로서, 적어도 일부의 층이 제1 비도전성 반사막(R1)과 다른 물질로 된 복수의 층(95a,95b)을 가진다. 제2 비도전성 반사막(R2)은 제1 비도전성 반사막(R1)의 브루스터 각(A1)에서 반사율이 좋도록 설계된다. 예를 들어, 도 5b에 제시된 바와 같이, 제2 비도전성 반사막(R2)의 복수의 층(95a,95b)은 복수 회 적층된 제3 물질층(95a)/제4 물질층(95b)을 포함한다. 제3 물질층(95a) 및 제4 물질층(95b) 중 적어도 하나는 제1 비도전성 반사막(R1)의 제1 물질층(93a) 및 제2 물질층(93b)과 다른 물질로 이루어진다. 예를 들어, 제3 물질층(95a) 및 제4 물질층(95b)은 SiO_x, TiO_x, Ta₂O₅, 및 MgF₂ 중 서로 다르게 선택된 물질층으로 이루어질 수 있다. 이외의 물질도 물론 가능하며, 제2 비도전성 반사막(R2)은 3종류 이상의 복수의 층을 포함하는 것도 고려할 수 있다. 예를 들어, 제2 비도전성 반사막(R2)은 제3 물질층(95a)/제2 물질층(93b) 쌍으로서 약 20회 적층된 TiO₂/Ta₂O₅를 포함하며, TiO₂ 및 Ta₂O₅는 각각 수십 나노 두께로 형성되고, 이 경우 도 5b에 제시된 바와 같이, 투광성 도전막(60; 예: ITO)를 통해 제2 비도전성 반사막(R2)으로 빛이 입사할 때, 브루스터 각은 약 52도이며, 제1 비도전성 반사막(R1)의 브루스터각(예: 약 38도)에서는 제2 비도전성 반사막(R2)의 반사율이 높도록 형성된다. 본 예에서, 제2 비도전성 반사막(R2)은 제1 비도전성 반사막(R1)의 브루스터 각을 포함한 일정 범위 각도에서만 반사율이 좋도록 설계되고 나머지 각도에서는 반사율이 좋지않아도 무방하다. 도 5a에는 이러한 ITO(60)와 제2 비도전성 반사막(R2)의 적층 구조에서 입사각과 반사율을 나타낸다. 5 is a view for explaining an example of the second non-conductive reflective film R2, wherein the second non-conductive reflective film R2 is a DBR, at least some of the layers are made of a material different from the first non-conductive reflective film R1 And a plurality of layers 95a and 95b. The second non-conductive reflective film R 2 is designed to have a good reflectivity at the Brewster angle A1 of the first non-conductive reflective film R 1. For example, as shown in FIG. 5B, the plurality of layers 95a and 95b of the second non-conductive reflective film R2 include a third material layer 95a / a fourth material layer 95b that are stacked a plurality of times do. At least one of the third material layer 95a and the fourth material layer 95b is made of a material different from the first material layer 93a and the second material layer 93b of the first nonconductive reflective film R1. For example, the third material layer (95a) and a fourth material layer (95b) may be formed of a material layer different from _{_{_{SiO x, TiO x, Ta 2}}} O 5, and MgF ₂ is selected. It is also possible to use other materials, and it is also conceivable that the second non-conductive reflective film R2 includes three or more kinds of layers. For example, the second non-conductive reflective film R 2 includes TiO ₂ / Ta ₂ O ₅ deposited about 20 times as a pair of third material layer 95a / second material layer 93b, and TiO ₂ and Ta ₂ O ₅ are each formed to have a thickness of several tens of nanometers. In this case, as shown in FIG. 5B, when light is incident on the second non-conductive reflective film R 2 through the light transmissive conductive film 60 And the reflectivity of the second non-conductive reflective film R 2 is high at a Brewster angle (for example, about 38 degrees) of the first non-conductive reflective film R 1. In this example, the second non-conductive reflective film R 2 is designed to have a good reflectance only at a certain range of angles including the Brewster's angle of the first non-conductive reflective film R 1, and may not have a good reflectance at the remaining angles. 5A shows the incident angle and the reflectance in the laminated structure of the ITO 60 and the second non-conductive reflective film R 2.

도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 6b에 제시된 예에서, 복수의 반도체층(도시되지 않음) 위에 투광성 도전막(60)이 형성되고, 투광성 도전막(60) 위에 제1 비도전성 반사막(R1)이 형성되고, 제1 비도전성 반사막(R1) 위에 제2 비도전성 반사막(R2)이 형성되어 있다. 제1 비도전성 반사막(R1)은 도 4에서 설명된 예가 사용될 수 있고, 제2 비도전성 반사막(R2)은 도 5에서 설명된 예가 사용될 수 있다.6A and 6B illustrate another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure. In the example shown in FIG. 6B, a light transmitting conductive film 60 is formed on a plurality of semiconductor layers (not shown) The first non-conductive reflective film R1 is formed on the first non-conductive reflective film R1 and the second non-conductive reflective film R2 is formed on the first non-conductive reflective film R1. The first non-conductive reflective film R1 may be an example described in Fig. 4, and the second non-conductive reflective film R2 may be an example described in Fig.

제1 비도전성 반사막(R1)을 투과한 빛은 제2 비도전성 반사막(R2)에 의해 반사된다. 도 7b에 제시된 도면을 참조하면, 수직편광은 입사각이 증가할수록 반사율이 상승한다. 수평편광은 입사각이 작은 영역에서 반사율이 매우 낮고, 브루스터각에서 수평편광의 반사율이 0이되며, 입사각이 브루스터각 이상이면 수평편광의 반사율이 현저히 상승한다. 본 예에서는 반도체 발광소자의 비도전성 반사막의 전체로서 반사율을 향상하기 위해서 제1 비도전성 반사막(R1)의 반사율이 낮아지는 브루스터각에서 제2 비도전성 반사막(R2)의 반사율이 높도록 설계된다.The light transmitted through the first non-conductive reflective film Rl is reflected by the second non-conductive reflective film R2. Referring to FIG. 7B, the vertical polarization increases as the incident angle increases. The reflectance of the horizontally polarized light is 0 in the Brewster's angle, and the reflectance of the horizontally polarized light is significantly increased when the incident angle is larger than the Brewster's angle. In this example, in order to improve the reflectance as a whole of the non-conductive reflective film of the semiconductor light emitting element, the reflectance of the second non-conductive reflective film R 2 is designed to be high at the Brewster angle at which the reflectivity of the first non-conductive reflective film R 1 is low.

도 6a는 제1 비도전성 반사막(R1)과 제2 비도전성 반사막(R2)을 합합 반사율을 나타내는 도면으로서, 제1 비도전성 반사막(R)은 제1 입사각(A1; 제1 비도전성 반사막의 브루스터각)에서 반사율이 상대적으로 낮다. 따라서, 빛이 ITO(60)을 통과하여 제1 입사각(A1)으로 제1 비도전성 반사막(R1)에 입사하면, 투과광이 상대적으로 크다. 이러한 투과광은 제2 비도전성 반사막(R2) 내로 진입한다. 제2 비도전성 반사막(R2)은 제1 입사각(A1)에서 반사율이 높기 때문에 제1 비도전성 반사막(R1)을 투과한 광은 제2 비도전성 반사막(R2)에서 잘 반사된다. 따라서, 비도전성 반사막(R1,R2) 전체적으로 누설광이 감소하여 반도체 발광소자의 휘도가 상승한다.6A is a diagram showing the combined reflectance of the first non-conductive reflective film R 1 and the second non-conductive reflective film R 2, wherein the first non-conductive reflective film R has a first incident angle A 1 (Brewster's first non- Each reflectance is relatively low. Therefore, when the light passes through the ITO 60 and is incident on the first non-conductive reflective film R1 at the first incident angle A1, the transmitted light is relatively large. This transmitted light enters into the second non-conductive reflective film R2. Since the second non-conductive reflective film R 2 has a high reflectivity at the first incident angle A 1, the light transmitted through the first non-conductive reflective film R 1 is well reflected by the second non-conductive reflective film R 2. Therefore, the leakage light decreases in the entire non-conductive reflective films R1 and R2, and the brightness of the semiconductor light emitting device rises.

도 7a는 비도전성 반사막의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 투광성 도전막(60), 제2 비도전성 반사막(R2), 및 제1 비도전성 반사막(R1) 순서로 적층하는 예도 고려할 수 있다. 대부분의 각도에서 제1 비도전성 반사막(R1)의 반사율이 높고, 제1 비도전성 반사막(R1)의 브루스터각(A1)에서는 제2 비도전성 반사막(R2)의 반사율이 높아서 제1 비도전성 반사막(R1) 및 제2 비도전성 반사막(R2) 각각 하나만 사용하는 경우에 비하여 전체적으로 반사율이 향상된다.7A is a view for explaining another example of the non-conductive reflective film. It is also possible to consider an example in which the transmissive conductive film 60, the second non-conductive reflective film R2, and the first non-conductive reflective film R1 are laminated in this order . The reflectance of the first nonconductive reflective film R1 is high at most angles and the reflectivity of the second nonconductive reflective film R2 is high at the Brewster angle A1 of the first nonconductive reflective film R1, R1) and the second non-conductive reflective film (R2), respectively.

도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8의 A-A 선을 따라 취한 단면의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기판(10), 복수의 반도체층(30,40,50), 빛흡수 방지막(41), 투광성 도전막(60), 유전체막(91b), 제1 비도전성 반사막(R1), 제2 비도전성 반사막(R2), 클래드막(91c), 제1 전극(80), 제2 전극(70), 제1 전기적 연결부(81), 제2 전기적 연결부(71), 제1 가지 전극(85), 및 제2 가지 전극(75)을 포함한다. 유전체막(91b), 및 클래드막(91c)은 생략될 수 있다. 또한, 제1 가지 전극(85) 및 제2 가지 전극(75)도 생략될 수 있다.FIG. 8 is a view showing another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure, and FIG. 9 is a diagram showing an example of a cross section taken along the line AA in FIG. 8. The semiconductor light emitting device includes a substrate 10, The first non-conductive reflective film R1, the second non-conductive reflective film R2, and the clad film (not shown) are formed on the surface of the substrate 30, 40, 50, the light absorption preventing film 41, the transmissive conductive film 60, A first electrode 80 and a second electrode 75 are formed on the first electrode 80 and the second electrode 70. The first electrode 80 and the second electrode 70 are electrically connected to the first electrode 80, . The dielectric film 91b, and the clad film 91c may be omitted. In addition, the first branched electrode 85 and the second branched electrode 75 may be omitted.

이하, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 하여 설명한다.Hereinafter, a group III nitride semiconductor light emitting device will be described as an example.

기판(10)으로 주로 사파이어, SiC, Si, GaN 등이 이용되며, 기판(10)은 최종적으로 제거될 수 있다. 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50)은 그 위치가 바뀔 수 있으며, 3족 질화물 반도체 발광소자에 있어서 주로 GaN으로 이루어진다. The substrate 10 is mainly made of sapphire, SiC, Si, GaN or the like, and the substrate 10 can be finally removed. The positions of the first semiconductor layer 30 and the second semiconductor layer 50 may be changed, and they are mainly composed of GaN in the III-nitride semiconductor light emitting device.

복수의 반도체층(30,40,50)은 기판(10) 위에 형성된 버퍼층(20), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: Si 도핑된 GaN), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: Mg 도핑된 GaN) 및 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50) 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; 예: InGaN/(In)GaN 다중양자우물구조)을 포함한다. 복수의 반도체층(30,40,50) 각각은 다층으로 이루어질 수 있고, 버퍼층(20)은 생략될 수 있다. The plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 may include a buffer layer 20 formed on the substrate 10, a first semiconductor layer 30 having a first conductivity (e.g., Si-doped GaN) A second semiconductor layer 50 (e.g., Mg-doped GaN) having conductivity, and an active layer interposed between the first semiconductor layer 30 and the second semiconductor layer 50 and generating light through recombination of electrons and holes 40, e.g., InGaN / (In) GaN multiple quantum well structure). Each of the plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 may have a multi-layer structure, and the buffer layer 20 may be omitted.

빛흡수 방지막(41)은 제2 반도체층(50) 위에 제2 가지 전극(75)에 대응하여 형성되며, 빛흡수 방지막(41)은 활성층(40)에서 발생된 빛의 일부 또는 전부를 반사하는 기능만을 가져도 좋고, 제2 가지 전극(75)으로부터 제2 가지 전극(75)의 바로 아래로 전류가 흐르지 못하도록 하는 기능만을 가져도 좋고, 양자의 기능을 모두 가져도 좋다. 빛흡수 방지막(41)은 생략될 수 있다.The light absorption preventing film 41 is formed on the second semiconductor layer 50 in correspondence with the second branched electrode 75 and the light absorption preventing film 41 reflects a part or all of the light generated in the active layer 40 Or may have only the function of preventing the current from flowing from the second branched electrode 75 to the area immediately below the second branched electrode 75, or may have both functions. The light absorption preventing film 41 may be omitted.

바람직하게는 투광성 도전막(60)이 구비된다. 투광성 도전막(60)은 빛흡수 방지막(41)과 제2 가지 전극(75) 사이에 형성되며, 투광성을 가지며 대략 제2 반도체층(50)을 전체적으로 덮도록 형성될 수 있지만, 일부에만 형성될 수도 있다. 특히 p형 GaN의 경우에 전류 확산 능력이 떨어지며, p형 반도체층(50)이 GaN으로 이루어지는 경우에, 대부분 투광성 도전막(60)의 도움을 받아야 한다. 예를 들어, ITO, Ni/Au와 같은 물질이 투광성 도전막(60)으로 사용될 수 있다.A light-transmitting conductive film 60 is preferably provided. The transmissive conductive film 60 is formed between the light absorption prevention film 41 and the second branched electrode 75 and has a light transmitting property and can be formed so as to cover the entire second semiconductor layer 50 as a whole, It is possible. In particular, in the case of p-type GaN, the current diffusion ability is lowered. When the p-type semiconductor layer 50 is made of GaN, most of the light-transmitting conductive film 60 should be supported. For example, a material such as ITO or Ni / Au may be used as the transparent conductive film 60.

제1 가지 전극(85)은 제2 반도체층(50) 및 활성층(40)이 식각되어 노출된 제1 반도체층(30)에 형성되며, 제2 가지 전극(75)은 투광성 도전막(60) 위에 형성된다. The first branched electrode 85 is formed on the first semiconductor layer 30 exposed by etching the second semiconductor layer 50 and the active layer 40 and the second branched electrode 75 is formed on the exposed portion of the transparent conductive film 60, / RTI >

본 예에 따라 반도체 발광소자를 형성함에 있어서, 가지 전극(75,85)과 같은 구조물, 및 메사식각으로 인해 높이차가 생기게 된다. 본 예에서, 제1 비도전성 반사막(R1) 및 제2 비도전성 반사막(R2)은 각각 분포 브래그 리플렉터를 포함한다. 따라서, 정밀성을 요하는 분포 브래그 리플렉터의 증착에 앞서, 일정 두께의 유전체막(91b)를 형성함으로써, 분포 브래그 리플렉터를 안정적으로 제조할 수 있게 되며, 빛의 반사에도 도움을 줄 수 있다. In forming the semiconductor light emitting device according to this embodiment, a difference in height is caused by the structure such as the branch electrodes 75 and 85 and the mesa etching. In this example, the first non-conductive reflective film R1 and the second non-conductive reflective film R2 each include a distributed Bragg reflector. Therefore, by forming the dielectric film 91b having a certain thickness prior to the deposition of the distribution Bragg reflector, which requires precision, the distributed Bragg reflector can be stably manufactured, and also the reflection of light can be assisted.

유전체막(91b)의 재질은 SiO₂가 적당하며, 그 두께는 0.2um ~ 1.0um가 바람직하다. 유전체막(91b)의 두께가 너무 얇은 경우에는 높이가 2um ~ 3um정도인 가지 전극(75,85)을 잘 덮기에 불충분할 수 있고, 너무 두꺼운 경우에는 후속하는 개구 형성공정에 부담이 될 수 있다. 또한, 유전체막(91b)은 소자 신뢰성 확보에 보다 적합한 방법으로 형성할 필요가 있다. 예를 들어, SiO₂로 된 유전체막(91b)은 화학 기상 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 그 중에서도 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD; Plasma Enhanced CVD)에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 높이차를 완화하는데(step coverage), 화학 기상 증착법이 전자선 증착법(E-Beam Evaporation) 등과 같은 물리 증착법(PVD; Physical Vapor Deposition)에 비해 유리하기 때문이다. 구체적으로, 전자선 증착법(E-Beam Evaporation)으로 유전체막(91b)를 형성하면, 상기 높이차가 있는 영역에서 유전체막(91b)이 설계된 두께로 형성되기 어렵고, 이로 인해 빛의 반사율이 저하될 수 있고, 전기적 절연에도 문제가 생길 수 있다. 따라서, 유전체막(91b)은 높이차 감소와 확실한 절연을 위해 화학 기상 증착법으로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 반도체 발광소자의 신뢰성을 확보하면서도 반사막으로서의 기능을 확보할 수 있게 된다. SiO ₂ is suitable as the material of the dielectric film 91b, and its thickness is preferably 0.2 um to 1.0 um. If the thickness of the dielectric film 91b is too thin, it may be insufficient to cover the branched electrodes 75 and 85 having a height of about 2 to 3 μm. If the dielectric film 91b is too thick, it may be burdensome to the subsequent opening forming process . Further, the dielectric film 91b needs to be formed by a method that is more suitable for ensuring reliability of the device. For example, the dielectric film 91b made of SiO ₂ is preferably formed by CVD (Chemical Vapor Deposition), in particular, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). This is because chemical vapor deposition is more advantageous than physical vapor deposition (PVD) such as electron beam evaporation (E-Beam Evaporation) in step coverage. Specifically, when the dielectric film 91b is formed by E-Beam Evaporation, the dielectric film 91b is hardly formed in the designed thickness in the height difference region, and the reflectance of light may be lowered , There may be a problem in electrical insulation. Therefore, it is preferable that the dielectric film 91b is formed by a chemical vapor deposition method for reducing the height difference and ensuring insulation. Therefore, it is possible to secure the function of the reflective film while securing the reliability of the semiconductor light emitting element.

제1 비도전성 반사막(R1) 및 제2 비도전성 반사막(R2)은 활성층(40)으로부터의 빛을 복수의 반도체층(30,40,50) 측으로 반사한다. 본 예에서 제1 비도전성 반사막(R1) 및 제2 비도전성 반사막(R2)은 금속 반사막에 의한 빛흡수 감소를 위해 비도전성 물질, 예를 들어, SiO_x, TiO_x, Ta₂O₅, MgF₂ 등과 같은 유전체 물질로 형성될 수 있다. The first non-conductive reflective film Rl and the second non-conductive reflective film R2 reflect light from the active layer 40 toward the plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50. In this example, the first and second nonconductive reflective films Rl and R2 are formed of a non-conductive material such as SiO _x , TiO _x , Ta ₂ O ₅ , MgF _2, and the like.

도 10은 도 9에서 제시된 비도전성 반사막의 일 예를 설명하기 위한 도면으로서, 제1 비도전성 반사막(R1)은 유전체막(91b) 위에 형성된다. 제1 비도전성 반사막(R1)이 SiO_x로 이루어지는 경우에, p형 반도체층(50; 예: GaN)에 비해 낮은 굴절률을 가지므로, 임계각 이상의 빛을 반도체층(30,40,50) 측으로 일부 반사시킬 수 있게 된다. 한편, 제1 비도전성 반사막(R1)이 분포 브래그 리플렉터(DBR: Distributed Bragg Reflector; 예: SiO₂와 TiO₂의 조합으로 된 DBR)로 이루어지는 경우에, 더욱 많은 양의 빛을 반도체층(30,40,50) 측으로 반사시킬 수 있게 된다. Fig. 10 is a view for explaining an example of the non-conductive reflective film shown in Fig. 9, in which the first non-conductive reflective film R1 is formed on the dielectric film 91b. When the first non-conductive reflective film R1 is made of SiO _x , it has a refractive index lower than that of the p-type semiconductor layer 50 (for example, GaN), so that light of a critical angle or more is directed toward the semiconductor layers 30, 40, It is possible to reflect it. On the other hand, the first non-conductive reflective film (R1) a distributed Bragg reflector:;: a case made of a (DBR Distributed Bragg Reflector for example SiO ₂ and a DBR with a combination of TiO _2), semiconductor layer (30 a more large amount of light, 40, and 50, respectively.

본 예에서, 제1 비도전성 반사막(R1)는 제1 물질층(93a)/제2 물질층(93b)의 반복 적층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, TiO₂, Ta₂O₂, HfO, ZrO, SiN 등 고 굴절률 물질(제2 물질층(93b))과 이보다 굴절률이 낮은 유전체 박막(제1 물질층(93a); 대표적으로 SiO₂) 등의 조합으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 비도전성 반사막(R1)은 SiO₂/TiO₂, SiO₂/Ta₂O₂, 또는 SiO₂/HfO의 반복 적층으로 이루어질 수 있으며, Blue 빛에 대해서는 SiO₂/TiO₂가 반사효율이 좋고, UV 빛에 대해서는 SiO₂/Ta₂O₂, 또는 SiO₂/HfO가 반사효율이 좋을 것이다. 제1 비도전성 반사막(R1)이 SiO₂/TiO₂로 구성되는 경우 활성층(40)으로부터 나오는 빛의 파장의 1/4의 광학 두께를 기본으로 입사 각도와 파장에 따른 반사율등을 고려해서 최적화 공정을 거치는 것이 바람직하며, 반드시 각 층의 두께가 파장의 1/4 광학 두께를 지켜야 하는 것은 아니다. 그 조합의 수는 4 ~ 40 페어(pairs)가 적합하다. 제1 비도전성 반사막(R1)이 SiO₂/TiO₂의 반복적층구조로 이루어지는 경우, 제1 비도전성 반사막(R1)은 물리 증착법(PVD; Physical Vapor Deposition), 그 중에서도 전자선 증착법(E-Beam Evaporation) 또는, 스퍼터링법(Sputtering) 또는 열 증착법(Thermal Evaporation)에 의해 형성하는 것이 바람직하다. In this example, the first non-conductive reflective film Rl may be formed of a repeated lamination of the first material layer 93a / the second material layer 93b. For _{_{_{example, TiO 2, Ta 2 O 2}}} , HfO, ZrO, SiN , such as high refractive index material (the second material layer (93b)) and the low dielectric thin film (a first material layer (93a) refractive index than this; representatively SiO ₂ ), And the like. For example, the first non-conductive reflective film Rl may be formed of a repeated lamination of SiO ₂ / TiO ₂ , SiO ₂ / Ta ₂ O ₂ , or SiO ₂ / HfO, and SiO ₂ / TiO ₂ The reflection efficiency is good, and for UV light, SiO ₂ / Ta ₂ O ₂ , or SiO ₂ / HfO will have a good reflection efficiency. When the first non-conductive reflective film Rl is made of SiO ₂ / TiO ₂ , the optimization process is performed in consideration of the incident angle and the reflectance depending on the wavelength based on the optical thickness of 1/4 of the wavelength of light emitted from the active layer 40 , And it is not necessary that the thickness of each layer necessarily keep the optical thickness of 1/4 of the wavelength. The number of combinations is 4 to 40 pairs. In the case where the first non-conductive reflective film R 1 has a repetitive layer structure of SiO ₂ / TiO ₂ , the first non-conductive reflective film R 1 may be formed by physical vapor deposition (PVD), in particular, E-Beam Evaporation ), A sputtering method, or a thermal evaporation method.

제1 비도전성 반사막(R1) 위에 제2 비도전성 반사막(R2)이 형성된다. 제2 비도전성 반사막(R2)은 제3 물질층(95a)/제4 물질층(95b)의 반복 적층으로 이루어질 수 있다. 제3 물질층(95a) 및 제4 물질층(95b) 중 적어도 하나는 제1 비도전성 반사막(R1)의 물질과 다른 물질로 선택된다. 예를 들어, 제2 비도전성 반사막(R2)은 TiO₂, Ta₂O₅, HfO, ZrO, SiN 등 물질의 조합으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 비도전성 반사막(R1)이 SiO₂/TiO₂로 이루어지는 경우, 제2 비도전성 반사막(R2)은 TiO₂/Ta₂O₅의 반복 적층으로 이루어질 수 있다. 제1 비도전성 반사막(R1)의 예로 도 4에서 설명된 제1 비도전성 반사막(R1)이 사용되고, 제2 비도전성 반사막(R2)의 예로, 도 5에서 설명된 제2 비도전성 반사막(R2)이 사용될 수 있다. 제1 비도전성 반사막(R1)은 브루스터각에서 반사율이 상대적으로 낮아지지만, 제2 비도전성 반사막(R2)은 제1 비도전성 반사막(R1)의 브루스터각에서는 반사율이 높게 설계된다. 따라서, 제1 비도전성 반사막(R1) 및 제2 비도전성 반사막(R2) 전체적으로는 반사율이 향상된다. 물론, 투광성 도전막(60)-제2 비도전성 반사막(R2)-제1 비도전성 반사막(R1) 순서로 적층되는 예도 고려할 수 있다.The second non-conductive reflective film R2 is formed on the first non-conductive reflective film R1. The second non-conductive reflective film R2 may be formed by repeatedly stacking the third material layer 95a / the fourth material layer 95b. At least one of the third material layer 95a and the fourth material layer 95b is selected as a material different from the material of the first non-conductive reflective film R1. For example, the second non-conductive reflective layer (R2) may be formed of a combination of _{_{_{TiO 2, Ta 2 O 5,}}} HfO, ZrO, SiN , etc. material. For example, when the first non-conductive reflective film (R1) is formed of a SiO _₂ / TiO _2, the second non-conductive reflective layer (R2) may be formed of a repeating stack of TiO _₂ / Ta ₂ O _5. The first non-conductive reflective film R1 described in Fig. 4 is used as the first non-conductive reflective film R1 and the second non-conductive reflective film R2 described in Fig. 5 is used as the second non-conductive reflective film R2. Can be used. The first non-conductive reflective film Rl has a relatively low reflectance at the Brewster's angle, while the second non-conductive reflective film R 2 has a high reflectivity at the Brewster's angle of the first non-conductive reflective film Rl. Therefore, the reflectance of the first non-conductive reflective film Rl and the second non-conductive reflective film R2 as a whole is improved. Of course, it is also possible to consider an example in which the light-transmitting conductive film 60, the second non-conductive reflective film R2, and the first non-conductive reflective film R1 are stacked in this order.

제2 비도전성 반사막(R2) 위에 클래드막(91c)이 형성된다. 클래드막(91c)은 Al₂O₃와 같은 금속 산화물, SiO₂, SiON와 같은 유전체, MgF, CaF, 등의 물질로 이루어질 수 있다. 클래드막(91c)은 λ/4n 내지 3.0um의 두께를 가질 수 있다. 여기서 λ는 활성층(40)에서 생성된 빛의 파장이고, n은 클래드막(91c)을 이루는 물질의 굴절률이다. λ가 450nm(4500A)인 경우에, 4500/4*1.46 = 771A 이상의 두께로 형성될 수 있다. 후속 공정에 부담을 주지 않기 위해, 클래드막(91c) 두께의 최대치는 1um ~ 3um 이내로 형성되는 것이 적당할 것이다. 그러나 경우에 따라 3.0um 이상으로 형성되는 것이 불가능한 것은 아니다.And a clad film 91c is formed on the second non-conductive reflective film R2. A clad layer (91c) may be formed of a material of the dielectric, MgF, CaF, such as a metal oxide, SiO _2, SiON, such as Al ₂ O _3. The clad film 91c may have a thickness of? / 4n to 3.0 um. Where lambda is the wavelength of the light generated in the active layer 40 and n is the refractive index of the material forming the clad film 91c. and 4500/4 * 1.46 = 771A or more when? is 450 nm (4500 A). It is appropriate that the maximum thickness of the clad film 91c is formed within 1um to 3um in order not to burden the subsequent process. However, in some cases it is not impossible to form more than 3.0 μm.

빛의 반사 및 가이드를 위해 제1 제1 비도전성 반사막(R1)의 유효 굴절률이 유전체막(91b)의 굴절률보다 큰 것이 바람직하다. 제2 비도전성 반사막(R2)과 전극(70,80)이 직접 접촉하는 경우에는 제2 비도전성 반사막(R2)를 통해서 진행하는 빛의 일부가 전극(70,80)에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 제2 비도전성 반사막(R2)보다 낮은 굴절률을 가지는 클래드막(91c)을 도입하면 전극(70,80)에 의한 빛흡수가 많이 감소될 수 있다. 이렇게 굴절률을 선택하면 유전체막(91b)-제1 비도전성 반사막(R1)-제2 비도전성 반사막(R2)-클래드막(91c)이 광 웨이브가이드(optical waveguide)의 관점에서 설명될 수 있다. 광 웨이브가이드는 빛의 전파부를 그 보다 굴절률이 낮은 물질로 둘러싸서, 전반사를 이용하여, 빛을 안내하는 구조물이다. 이러한 관점에서, 제1 비도전성 반사막(R1), 및 제2 비도전성 반사막(R2)을 전파부로 보면, 유전체막(91b)과 클래드막(91c)은 전파부를 둘러싸는 구성으로서 광 웨이브가이드의 일부로 볼 수 있다. It is preferable that the effective refractive index of the first first non-conductive reflective film Rl is larger than the refractive index of the dielectric film 91b for light reflection and guidance. When the second non-conductive reflective film R2 and the electrodes 70 and 80 are in direct contact with each other, a part of the light traveling through the second non-conductive reflective film R2 can be absorbed by the electrodes 70 and 80. [ Therefore, when the clad film 91c having a refractive index lower than that of the second non-conductive reflective film R 2 is introduced, the light absorption by the electrodes 70 and 80 can be greatly reduced. If the refractive index is selected as described above, the dielectric film 91b-the first non-conductive reflective film R1-the second non-conductive reflective film R2 -clad film 91c can be described in terms of an optical waveguide. The optical waveguide is a structure for guiding light by surrounding the propagating portion of the light with a material having a lower refractive index than that of the light guiding portion. In view of this point, when the first non-conductive reflective film R1 and the second non-conductive reflective film R2 are regarded as the propagating portion, the dielectric film 91b and the clad film 91c surround the propagating portion, can see.

예를 들어, 제1 비도전성 반사막(R1)이 유전체 물질(예; SiO₂/TiO₂)로 형성되는 경우, 유전체막(91b)은 굴절률이 제1 비도전성 반사막(R1)의 유효 굴절률보다 작은 유전체(예: SiO₂)로 이루어질 수 있다. 여기서, 유효 굴절률은 서로 다른 굴절률을 가진 물질들로 이루어진 도파로에서 진행할 수 있는 빛이 가지는 등가 굴절률을 의미한다. 클래드막(91c) 또한 제2 비도전성 반사막(R2)의 유효 굴절률보다 낮은 물질(예: Al₂O₃ _,SiO₂ _,SiON, MgF, CaF)로 이루어질 수 있다. 제1 비도전성 반사막(R1)이 SiO₂/TiO₂로 구성되는 경우에, SiO₂의 굴절률이 1.46이고, TiO₂의 굴절률이 2.4이므로, 제1 비도전성 반사막(R1)의 유효굴절률은 1.46과 2.4 사이의 값을 가진다. 따라서, 유전체막(91b)이 SiO₂로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 0.2um ~ 1.0um가 적당하다. 클래드막(91c)도 제2 비도전성 반사막(R2)의 유효굴절률보다 작은 1.46의 굴절률을 가지는 SiO₂로 형성될 수 있다.For example, the first non-conductive reflective film (R1) a dielectric material (for example; SiO _₂ / TiO ₂₎ if formed from a dielectric film (91b) has a refractive index less than the effective refractive index of the first non-conductive reflective film (R1) It may be made of: (SiO ₂ for example) dielectric. Here, the effective refractive index means an equivalent refractive index of light that can travel in a waveguide made of materials having different refractive indices. May be made _{_{_{of: (Al 2 O 3, SiO}}} 2, SiON, MgF, CaF example) a clad layer (91c) In addition, the second low refractive index material than the effective of the non-conductive reflective film (R2). The first effective refractive index in the case where the non-conductive reflective film (R1) is composed of SiO ₂ / TiO _2, because the refractive index of SiO ₂ is 1.46, and the refractive index of the TiO ₂ 2.4, the first non-conductive reflective film (R1) was 1.46 and Lt; / RTI > Therefore, the dielectric film 91b may be made of SiO ₂ , and the thickness thereof is suitably from 0.2 탆 to 1.0 탆. The clad film 91c may also be formed of SiO ₂ having a refractive index of 1.46 smaller than the effective refractive index of the second non-conductive reflective film R ₂ .

광 웨이브가이드의 관점에서는 바람직하지 않지만, 본 개시의 전체 기술사상의 관점에서, 유전체막(91b)이 생략되는 경우를 생각해 볼 수 있으며, 제1 비도전성 반사막(R1)와 클래드막(91c)으로 된 구성을 배제할 이유는 없다. 또한, 클래드막(91c)을 생략하는 경우도 생각해 볼 수 있을 것이다.The dielectric film 91b may be omitted from the viewpoint of the entire technical idea of the present disclosure and the first nonconductive reflective film R1 and the clad film 91c may be omitted There is no reason to exclude the configuration. It is also conceivable to omit the clad film 91c.

이와 같이, 유전체막(91b), 제1 비도전성 반사막(R1), 제2 비도전성 반사막(R2) 및 클래드막(91c)은 비도전성 반사막으로서 광 웨이브가이드의 역할을 수행하며, 제1 비도전성 반사막(R1)의 브루스터각에서 반사율 저하를 제2 비도전성 반사막(R2)이 보완하는 구조로 형성되며, 전체 두께가 1 ~ 8um 정도 일 수 있다.As described above, the dielectric film 91b, the first non-conductive reflective film R1, the second non-conductive reflective film R2, and the clad film 91c serve as a non-conductive reflective film as a wave guide, The second non-conductive reflective film R 2 may be formed to have a lower reflectance at the Brewster angle of the reflective film R 1, and the total thickness may be about 1 to 8 μm.

제1 전극(80) 및 제2 전극(70)은 클래드막(91c) 위에 서로 떨어져 대향하게 형성된다. 본 예에서, 제1 전극(80)은 전자를 공급하고, 제2 전극(70)은 정공을 공급한다. 이와 반대의 경우도 물론 가능하다. 제1 전기적 연결부(81)는 제1 비도전성 반사막(R1), 및 제2 비도전성 반사막(R2)을 관통하여 제1 전극(80)과 제1 가지 전극(85)을 전기적으로 연결한다. 제2 전기적 연결부(71)는 제1 비도전성 반사막(R1), 및 제2 비도전성 반사막(R2)을 관통하여 제2 전극(70)과 제2 가지 전극(75)을 전기적으로 연결한다.The first electrode 80 and the second electrode 70 are formed so as to oppose each other on the clad film 91c. In this example, the first electrode 80 supplies electrons and the second electrode 70 supplies holes. The opposite is also possible. The first electrical connection portion 81 electrically connects the first electrode 80 and the first branched electrode 85 through the first non-conductive reflective film R 1 and the second non-conductive reflective film R 2. The second electrical connection portion 71 electrically connects the second electrode 70 and the second branched electrode 75 through the first non-conductive reflective film R1 and the second non-conductive reflective film R2.

이와 같은, 반도체 발광소자에 의하면, 금속 반사막 대신 비도전성 반사막을 사용하여 빛흡수 손실을 줄일 수 있다. 또한, 제1 비도전성 반사막(R1)의 브루스터 각에서 반사율 저하를 제2 비도전성 반사막(R2)으로 보완하여 빛의 누설 손실도 더 줄일 수 있다.According to such a semiconductor light emitting device, a light absorption loss can be reduced by using a non-conductive reflective film instead of a metal reflective film. In addition, the decrease in reflectance at the Brewster angle of the first non-conductive reflective film R1 can be compensated for by the second non-conductive reflective film R2 to further reduce the light leakage loss.

이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.Various embodiments of the present disclosure will be described below.

(1) 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층; 복수의 반도체층 위에 형성되어 활성층으로부터의 빛을 반사하는 제1 비도전성 반사막;으로서, 복수의 층을 가지며, 제1 입사각이 브루스터 각(Brewster Angle)이 되는 제1 비도전성 반사막; 제1 비도전성 반사막 위에 형성되어 제1 비도전성 반사막을 통과한 빛을 반사하는 제2 비도전성 반사막;으로서, 일부의 층이 제1 비도전성 반사막과 다른 물질로 된 복수의 층을 가지며, 제1 입사각과 다른 제2 입사각이 브루스터 각이 되는 제2 비도전성 반사막; 그리고 복수의 반도체층과 전기적으로 연결된 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(1) A semiconductor light emitting device comprising: a first semiconductor layer having a first conductivity; a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity; a first semiconductor layer interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, A plurality of semiconductor layers each having an active layer that generates light by recombination of holes; A first non-conductive reflective film formed on the plurality of semiconductor layers and reflecting light from the active layer, the first non-conductive reflective film having a plurality of layers, the first incident angle being a Brewster's angle; And a second non-conductive reflective film formed on the first non-conductive reflective film and reflecting light that has passed through the first non-conductive reflective film, wherein a part of the layers has a plurality of layers made of a material different from that of the first non- A second non-conductive reflective film having a second incident angle different from the incident angle to form a Brewster's angle; And an electrode electrically connected to the plurality of semiconductor layers.

(2) 제1 입사각에서 제2 비도전성 반사막의 반사율이 제1 비도전성 반사막의 반사율보다 높은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(2) The semiconductor light emitting device according to (1), wherein the reflectance of the second nonconductive reflective film at the first incident angle is higher than that of the first nonconductive reflective film.

(3) 제2 입사각에서 제1 비도전성 반사막의 반사율이 제2 비도전성 반사막의 반사율보다 높은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(3) The semiconductor light emitting device according to (1), wherein the reflectance of the first nonconductive reflective film at the second incident angle is higher than that of the second nonconductive reflective film.

(4) 제2 비도전성 반사막은 다른 각도에서보다 제1 비도전성 반사막의 브루스터각에서 반사율이 더 높은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(4) The semiconductor light emitting device of (2), wherein the second non-conductive reflective film has a higher reflectivity at the Brewster's angle of the first non-conductive reflective film than at other angles.

(5) 제1 비도전성 반사막 및 제2 비도전성 반사막은 각각 분포 브래그 리플렉터, 및 전방향 리플렉터 중 어는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(5) The semiconductor light emitting device according to (5), wherein the first non-conductive reflective film and the second non-conductive reflective film each include one of a distributed Bragg reflector and an omnidirectional reflector.

(6) 제1 비도전성 반사막의 복수의 층은 복수 회 적층된 제1 물질층/제2 물질층을 포함하고, 제2 비도전성 반사막의 복수의 층은 복수 회 적층된 제3 물질층/제4 물질층을 포함하며, 제3 물질층 및 제4 물질층 중 적어도 하나는 제1 물질층 및 제2 물질층과 다른 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(6) a plurality of layers of the first non-conductive reflective film include a plurality of layers of a first material layer / second material layer laminated a plurality of times, and a plurality of layers of the second non- 4 material layer, and at least one of the third material layer and the fourth material layer is made of a material different from the first material layer and the second material layer.

(7) 제1 물질층 및 제2 물질층은 SiO₂ _,TiO₂, Ta₂O₂, HfO, ZrO, 및 SiN 중 서로 다른 물질로 선택되며, 제3 물질층 및 제4 물질층은 TiO₂, Ta₂O₅, HfO, ZrO, 및 SiN 중 서로 다른 물질로 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.7, the first material layers and second material layers are _{_{_{_{SiO 2, TiO 2, Ta 2}}}} O 2, HfO, ZrO, and one is selected of different materials SiN, a third layer of material and the fourth material layer is TiO ₂ , Ta ₂ O ₅ , HfO, ZrO, and SiN.

(8) 제1 비도전성 반사막은 제1 물질층/제2 물질층 쌍으로서 SiO₂/TiO₂를 포함하며, 제2 비도전성 반사막은 제3 물질층/제4 물질층 쌍으로서 TiO₂/Ta₂O₅를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(8) The first non-conductive reflective film comprises SiO ₂ / TiO ₂ as a first material layer / second material layer pair, and the second non-conductive reflective film comprises TiO ₂ / Ta ₂ > O < _{5 &} gt ;.

(9) 제2 반도체층과 제1 비도전성 반사막 사이에 개재된 투광성 도전막; 투광성 도전막과 제1 비도전성 반사막 사이에 개재된 유전체막; 제2 비도전성 반사막 위에 형성된 클래드막; 전극과 함께 클래드 막 위에 서로 떨어져 형성된 추가의 전극; 제1 비도전성 반사막 및 제2 비도전성 반사막을 관통하여 전극과 제1 반도체층을 전기적으로 연통하는 제1 전기적 연결부; 그리고 제1 비도전성 반사막 및 제2 비도전성 반사막을 관통하여 추가의 전극과 투광성 도전막을 전기적으로 연통하는 제2 전기적 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(9) a translucent conductive film interposed between the second semiconductor layer and the first non-conductive reflective film; A dielectric film interposed between the light transmissive conductive film and the first non-conductive reflective film; A clad film formed on the second non-conductive reflective film; Further electrodes formed apart from each other on the clad film together with the electrodes; A first electrical connection portion passing through the first non-conductive reflective film and the second non-conductive reflective film to electrically connect the electrode and the first semiconductor layer; And a second electrical connection portion through the first non-conductive reflective film and the second non-conductive reflective film to electrically connect the additional electrode and the transparent conductive film.

(10) 제1 비도전성 반사막의 유효 굴절률보다 유전체막의 굴절률이 더 작고, 제2 비도전성 반사막의 유효 굴절률보다 클래드막의 굴절률이 더 작은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(10) The semiconductor light emitting device according to (10), wherein the refractive index of the dielectric film is smaller than the effective refractive index of the first non-conductive reflective film, and the refractive index of the clad film is smaller than the effective refractive index of the second non-conductive reflective film.

본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 금속 반사막 대신 비도전성, 또는 비도전성 반사막을 사용하여 빛흡수 손실이 감소된다.According to one semiconductor light emitting device according to the present disclosure, the light absorption loss is reduced by using a non-conductive or non-conductive reflective film instead of the metal reflective film.

본 개시에 따른 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 브루스터 각이 서로 다른 2개의 비도전성 반사막을 사용하여 누설광을 감소하여 휘도가 향상된다.According to another semiconductor light emitting device according to the present disclosure, two non-conductive reflective films having different Brewster angles are used to reduce leakage light to improve brightness.

투광성 도전막(60), 복수의 반도체층(30,40,50), 전극(80,70)
제1 비도전성 반사막(R1), 제2 비도전성 반사막(R2)A transparent conductive film 60, a plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50, electrodes 80 and 70,
The first non-conductive reflective film R1, the second non-conductive reflective film R2,

Claims

In the semiconductor light emitting device,
A first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, and a second semiconductor layer interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer to generate light by recombination of electrons and holes A plurality of semiconductor layers having active layers;
A first non-conductive reflective film formed on the plurality of semiconductor layers and reflecting light from the active layer, the first non-conductive reflective film having a plurality of layers, the first incident angle being a Brewster's angle;
And a second non-conductive reflective film formed on the first non-conductive reflective film and reflecting light that has passed through the first non-conductive reflective film, wherein a part of the layers has a plurality of layers made of a material different from that of the first non- A second non-conductive reflective film having a second incident angle different from the incident angle to form a Brewster's angle; And
And an electrode electrically connected to the plurality of semiconductor layers.

The method according to claim 1,
Wherein the reflectance of the second non-conductive reflective film at the first incident angle is higher than that of the first non-conductive reflective film.

The method according to claim 1,
Wherein the reflectance of the first non-conductive reflective film at the second incident angle is higher than that of the second non-conductive reflective film.

The method according to claim 1,
And the second non-conductive reflective film has higher reflectance at the Brewster's angle of the first non-conductive reflective film than at other angles.

The method according to claim 1,
Wherein the first non-conductive reflective film and the second non-conductive reflective film each include one of a distributed Bragg reflector and an omnidirectional reflector.

The method according to claim 1,
Wherein the plurality of layers of the first non-conductive reflective film comprise a first material layer / second material layer laminated a plurality of times,
The plurality of layers of the second non-conductive reflective film include a plurality of layers of a third material layer / a fourth material layer,
Wherein at least one of the third material layer and the fourth material layer is made of a material different from the first material layer and the second material layer.

The method of claim 6,
A first material layer and the second material layer is _{_{_{_{SiO 2, TiO 2, Ta 2}}}} O 2, HfO, and selection of different materials of ZrO, and SiN,
A third layer of material and the fourth material layer is a semiconductor light emitting device characterized in that the selection of different materials of _{_{_{TiO 2, Ta 2 O 5,}}} HfO, ZrO, and SiN.

The method of claim 6,
A first and a non-conductive reflective film comprises SiO _₂ / TiO ₂ as a first material layer / second layer material pair,
And the second non-conductive reflective film comprises TiO ₂ / Ta ₂ O ₅ as a pair of third material layer / fourth material layer.

The method according to claim 1,
A transparent conductive film interposed between the second semiconductor layer and the first non-conductive reflective film;
A dielectric film interposed between the light transmissive conductive film and the first non-conductive reflective film;
A clad film formed on the second non-conductive reflective film;
Further electrodes formed apart from each other on the clad film together with the electrodes;
A first electrical connection portion passing through the first non-conductive reflective film and the second non-conductive reflective film to electrically connect the electrode and the first semiconductor layer; And
And a second electrical connection portion through the first non-conductive reflective film and the second non-conductive reflective film to electrically connect the additional electrode and the transparent conductive film.

The method of claim 9,
The refractive index of the dielectric film is smaller than the effective refractive index of the first non-conductive reflective film,
Wherein the refractive index of the clad film is smaller than the effective refractive index of the second non-conductive reflective film.