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KR20130017649A - 발광소자 - Google Patents

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KR20130017649A
KR20130017649A KR1020110080217A KR20110080217A KR20130017649A KR 20130017649 A KR20130017649 A KR 20130017649A KR 1020110080217 A KR1020110080217 A KR 1020110080217A KR 20110080217 A KR20110080217 A KR 20110080217A KR 20130017649 A KR20130017649 A KR 20130017649A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
region
semiconductor layer
electron
electron binding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020110080217A
Other languages
English (en)
Inventor
김종빈
황형선
정재호
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020110080217A priority Critical patent/KR20130017649A/ko
Publication of KR20130017649A publication Critical patent/KR20130017649A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/81—Bodies
    • H10H20/816—Bodies having carrier transport control structures, e.g. highly-doped semiconductor layers or current-blocking structures
    • H10H20/8162—Current-blocking structures
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/81—Bodies
    • H10H20/811—Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions

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  • Led Devices (AREA)

Abstract

실시 예에 따른 발광 소자는, 기판; 상기 기판상의 제1 반도체층; 상기 제1 반도체층으로부터 전달되는 전자를 속박하기 위해 상기 제1 반도체층 내에 형성되는 전자속박층; 상기 제1 반도체층 상에 형성되는 활성층; 및 상기 활성층 상의 제2 반도체층을 포함한다.

Description

발광소자{Light Emmitting Device}
실시 예는 발광소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자이다. 발광 다이오드는 형광등이나 백열등과 같은 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안정성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 발광 다이오드는 액정표시장치의 광원, 전광판의 광원 그리고 각종 램프나 가로등과 같은 조명 장치의 광원으로 사용이 증가하고 있는 추세이다.
상기 발광다이오드의 시장성을 증대시키기 위해서는 발광 효율을 증가시킬 필요가 있다. 따라서 최근 상기 발광 효율을 증대시키기 위한 다양한 기술들이 제안되고 있다.
실시 예는 발광효율이 높은 발광소자를 제공한다.
실시 예는 소비전력이 적은 발광소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 기판; 상기 기판상의 제1 반도체층; 상기 제1 반도체층으로부터 전달되는 전자를 속박하기 위해 상기 제1 반도체층 내에 형성되는 전자속박층; 상기 제1 반도체층 상에 형성되는 활성층; 및 상기 활성층 상의 제2 반도체층을 포함한다.
실시 예에 따른 발광소자는 전자속박층을 포함하여 발광효율을 높인다.
실시 예에 따른 발광소자는 전자속박층을 포함하여 소비전력을 줄인다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 2는 제2 실시 예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 3은 제3 실시 예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 발광소자의 전자속박층의 도핑 정도에 따른 실험 예를 나눈 표이다.
도 5는 각 실험 예에 따른 실험 결과를 나타낸 표이다.
실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 발광소자는 기판(100), 상기 기판(100) 상의 버퍼층(103), 언도프드 반도체층(105), 제1 반도체층(110), 활성층(130), 제2 반도체층(240), 투과성전극층(150)이 순차적으로 적층된 구조를 가지고, 상기 제1 반도체층(110) 중간에 삽입된 전자속박층(120)을 포함할 수 있다. 상기 제1 반도체층(110)의 일부영역상에는 제1 전극(170)이 형성될 수 있다. 상기 투과성전극층(150)상에는 제2 전극(160)이 형성될 수 있다.
상기 기판(100)은 예를 들어, 단결정, SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(100) 상면에는 상기 기판(100)상에 적층된 층의 성장을 촉진시키고 발광소자의 발광 효율을 향상시키기 위해, 소정의 패턴이 형성되거나 경사가 형성될 수 있으며, 이에 한정하지는 않는다.
상기 기판(100) 상면에는 상기 버퍼층(103) 및 언도프드 반도체층(105)이 적층될 수 있다. 상기 버퍼층(103) 및 언도프드 반도체층(105)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있다. 상기 버퍼층(103) 및 상기 언도프트 반도체층(105)은 도전성 도펀트가 도핑되지 않아 상기 제1, 2 도전형 반도체층(112,116)에 비해 현저히 낮은 전기 전도성을 가질 수 있다. 상기 버퍼층(103)은 그 상부에 형성될 반도체 층들과 상기 기판(100) 사이의 격자 불일치를 완화하기 위해 사용된다. 상기 버퍼층(103)은 유기금속화학기상증착(Metal Organic Chemical Vapor deposition:MOCVD) 또는 기상에피택시(Vapor-Phase Epitaxy:VPE)에 의해 형성될 수 있다.
상기 언도프드 반도체층(105) 상에는 제1 반도체층(110)이 적층될 수 있다. 상기 제1 반도체층(100)은 n형 도펀트를 포함하는 n형 반도체층일 수 있다. 상기 n형 반도체층은 AlxGa1 - xN (0≤x≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑 될 수 있다.
상기 제1 반도체층(110)은 제1 영역(113), 제2 영역(115) 및 제3 영역(117)을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역(113)은 n형 도펀트가 고농도로 도핑 될 수 있다. 상기 제1 영역(113)은 n형 도펀트가 1021~1022개/㎤의 농도로 도핑 될 수 있다. 상기 제2 영역(115)은 상기 제1 영역(113)보다 n형 도펀트가 저농도로 도핑 될 수 있다. 상기 제2 영역(115)은 1017~1018개/㎤의 농도로 도핑 될 수 있다. 상기 제3 영역(117)은 상기 제2 영역(115)보다 도핑농도가 높고, 상기 제1 영역(113)보다 도핑농도가 낮거나 같을 수 있다. 상기 제3 영역(117)은 1019~1021개/㎤의 농도로 도핑 될 수 있다. 상기 도핑농도가 높을수록 반도체층의 도전성이 강해진다.
상기 제1 영역(113)과 상기 제2 영역(115) 사이에 상기 전자속박층(120)이 형성될 수 있다. 상기 전자속박층(120)은 n형 도펀트를 포함하는 n형 반도체층 일 수 있다. 상기 전자속박층(120)은 GaxIn(1-x)N(0<x<1)의 조성식을 갖는 재료로 형성될 수 있다.
상기 제1 반도체층(110)은 유기금속화학기상증착(Metal Organic Chemical Vapor deposition:MOCVD) 또는 기상에피택시(Vapor-Phase Epitaxy:VPE)에 의해 형성될 수 있다.
상기 전자속박층(120)이 In(Indium)을 포함함으로써 상기 제1 반도체층(110)과 비교하여 에너지 밴드 갭이 줄어드는 효과가 있고, 이로 인해 상기 제1 전극(170)과 상기 제1 영역(113)을 통해 유입된 전자가 상기 전자속박층(120)에 쌓이게 된다. 상기 전자가 상기 전자속박층(120)에 쌓이게 됨으로써 상기 전자속박층(120) 전면에 전자가 골고루 분포하게 되어 이후 상기 활성층(130)으로 유입시 전자가 넓게 유입되고 그 결과 활성층(130)에서의 전면발광으로 발광효율이 증가한다.
상기 전자속박층(120)은 주기적으로 이종 접합을 이룬 초격자구조(super lattice)로 형성될 수 있다. 상기 초격자구조의 주기는 1주기 내지 20주기로 형성될 수 있다. 상기 전자속박층은 1Å 내지 200Å 사이의 두께로 형성될 수 있다. 상기 전자속박층(120)은 n형 InGaN/InGaN의 초격자구조로 형성될 수 있다. 상기 전자속박층(120)은 In의 함량이 서로 다르고 Si의 함량이 동일한 n형 InGaN/InGaN의 초격자구조로 형성될 수 있다. 상기 전자속박층(120)은 In의 함량이 같고, Si함량이 다른 n형 InGaN/InGaN의 초격자구조로 형성될 수 있다. 상기 전자속박층(120)은 In의 함량 및 Si함량이 각각 다른 n형 InGaN/InGaN의 초격자구조로 형성될 수 있다. 상기 전자속박층(120)은 InGaN/InGaN에서 하나의 층이 Si도핑이 되지않는 구조로 형성될 수 있다.
상기 제1 반도체층(110) 상에는 상기 활성층(130)이 형성될 수 있다. 상기 활성층(130)은 양자 우물 구조로 형성될 수 있다. 상기 활성층(130)이 양자 우물 구조로 형성된 경우, 예컨대 InxAlyGa1-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1-a-bN(0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자 우물 구조를 가질 수 있다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 낮은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
상기 활성층(130)은 상기 제1 반도체층(110) 및 제2 반도체층(140)으로부터 제공되는 전자 및 정공의 재결합(recombination) 과정에서 발생되는 에너지에 의해 빛을 생성할 수 있다.
상기 활성층(130) 상에는 상기 제2 반도체층(140)이 형성될 수 있다. 상기 제2 반도체층(140)은 p형의 도전형을 갖는 반도체막(예를 들면, p-GaN층)일 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제 2 반도체층(140)은 마그네슘이 도핑 된 GaN막(Mg-doped GaN)일 수 있다. 상기 제 2 반도체층(14)은 유기금속화학기상증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:MOCVD) 또는 기상에피택시(Vapor-Phase Epitaxy:VPE)에 의해 형성될 수 있다.
상기 제2 반도체층(140)상에는 투과성전극층(150)이 형성될 수 있다. 상기 투과성전극층(150)은 전류를 스프레닝 시킴으로써 전류가 상기 제2 전극(170) 주변으로 편중되는 것을 방지할 수 있다.
상기 투광성전극층(150)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 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, Ni, Ag 또는 Au 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다.
상기 투광성전극층(150)의 일부 영역에는 상기 제2 전극(160)이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(170) 및 상기 제2 전극(160)은 예를 들어 AU, Al, Ag, Ti, Cu, Ni 또는 Cr 중 적어도 하나를 포함하는 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다
상기 발광소자의 동작원리를 검토해보면 상기 제1 전극(170)을 통해 유입된 전자는 상기 제1 영역(113)을 통해 상기 전자속박층(120)에 유입된다. 상기 전자는 에너지 밴드 갭이 좁은 상기 전자속박층(120)에 적층됨과 동시에 넓은 영역으로 퍼지게 되고, 이후 상기 제2 영역(115)으로 상기 전자가 흘러간다. 상기 제2 영역(115)으로 유입된 전자는 상대적으로 낮은 전도성을 가진 상기 제2 영역(115)에 의해 더 넓게 퍼지게 되고 이후 제3 영역(117)을 통해 상기 활성층(130)으로 제공되어 상기 제2 전극(160) 및 상기 제2 반도체층(140)을 통해 상기 활성층(130)으로 제공된 정공과 재결합하여 광을 발생하게 된다.
도 2는 제2 실시 예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 2를 참조하면 제2 실시 예에 따른 발광소자는 기판(200), 상기 기판(200)상의 버퍼층(203), 언도프드 반도체층(205), 제1 반도체층(210), 활성층(230), 제2 반도체층(240) 및 투과성 전극층(250)이 순차적으로 적층된 구조를 가지고, 상기 제1 반도체층(210) 중간에 삽입된 전자속박층(220)을 포함할 수 있다. 상기 제1 반도체층(210)의 일부 영역 상에는 제1 전극(270)이 형성될 수 있고, 상기 투과성 전극층(250) 상에는 제2 전극(260)이 형성될 수 있다.
상기 제2 실시 예는 제1 실시 예와 비교하여 전자속박층(220)의 위치만 상이하고 나머지 구성은 거의 동일하다. 따라서, 제2 실시 예의 설명에 있어서 제1 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
상기 제1 반도체층(210)은 제1 영역(213), 제2 영역(215) 및 제3 영역(217)을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역(213)은 n형 도펀트가 고농도로 도핑 될 수 있다. 상기 제1 영역(213)은 n형 도펀트가 1021~1022개/㎤의 농도로 도핑 될 수 있다. 상기 제2 영역(215)은 상기 제1 영역(213)보다 n형 도펀트가 저농도로 도핑 될 수 있다. 상기 제2 영역(215)은 1017~1018개/㎤의 농도로 도핑 될 수 있다. 상기 제3 영역(217)은 상기 제2 영역(215)보다 도핑농도가 높고, 상기 제1 영역(213)보다 도핑농도가 낮거나 같을 수 있다. 상기 제3 영역(217)은 1019~1021개/㎤의 농도로 도핑 될 수 있다. 상기 도핑농도가 높을수록 반도체층의 도전성이 강해진다.
상기 제1 영역(213) 사이에 상기 전자 속박층(220)이 형성될 수 있다. 상기 전자 속박층(220)은 n형 도펀트를 포함하는 n형 반도체층 일 수 있다. 상기 전자속박층(220)은 GaxIn(1-x)N(0<x<1)의 조성식을 갖는 재료로 형성될 수 있다.
상기 전자속박층(220)이 In(Indium)을 포함함으로써 상기 제1 반도체층(210)과 비교하여 에너지 밴드 갭이 줄어드는 효과가 있고, 이로 인해 상기 제1 전극(270)과 상기 제1 영역(213)을 통해 유입된 전자가 상기 전자속박층(220)에 쌓이게 된다. 상기 전자가 상기 전자속박층(220)에 쌓이게 됨으로써 상기 전자속박층(220) 전면에 전자가 골고루 분포하게 되어 이후 상기 활성층(230)으로 유입시 전자가 넓게 유입되고 그 결과 활성층(230)에서의 전면발광으로 발광효율이 증가한다.
상기 전자속박층(120)은 주기적으로 이종 접합을 이룬 초격자구조(super lattice)로 형성될 수 있다.
제2 실시 예에 따른 발광소자의 동작원리를 검토해보면 상기 제1 전극(270)을 통해 유입된 전자는 상기 제1 영역(213)을 통해 상기 전자속박층(220)에 유입된다. 상기 전자는 에너지 밴드 갭이 좁은 상기 전자속박층(220)에 적층됨과 동시에 넓은 영역으로 퍼지게 되고, 이후 상기 제1 영역(213)의 상부를 통해 상기 제2 영역(215)으로 흘러간다. 상기 제2 영역으로 유입된 전자는 상대적으로 낮은 전도성을 가진 제2 영역(215)에 의해 더 넓게 퍼지게 되고 이후 제3 영역(217)을 통해 상기 활성층(230)으로 제공되어 상기 제2 전극(260) 및 상기 제2 반도체층(240)을 통해 상기 활성층(230)으로 제공된 정공과 재결합하여 광을 발생하게 된다.
제1 실시 예와 제2 실시 예의 차이는 제1 반도체층에서의 전자속박층의 위치의 차이이며, 상기 전자속박층의 위치는 제1 및 제2 실시 예에 한정하지 않고 제1 반도체층 내의 어느 곳에 위치하더라도 전자를 적층하고 넓은 영역으로 분산시켜 발광효율을 높이는 효과를 가진다.
도 3은 제3 실시 예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 3을 참조하면 제3 실시 예에 따른 발광소자는 기판(300), 상기 기판(300)상의 버퍼층(303), 언도프드 반도체층(305), 제1 반도체층(310), 초격자층(380), 제2 반도체층(340) 및 투과성 전극층(350)이 순차적으로 적층된 구조를 가지고 상기 제1 반도체층(310) 및 상기 초격자층(380) 사이에 삽입된 전자속박층(320)을 포함할 수 있다. 상기 제1 반도체층(310)의 일부 영역 상에는 제1 전극(370)이 형성될 수 있고, 상기 투과성 전극층 상에는 제2 전극(360)이 형성될 수 있다.
상기 제3 실시 예는 제1 실시 예와 비교하여 활성층 및 전자속박층 사이에 초격자층이 형성된 것 이외의 나머지 구성은 거의 동일하다. 따라서, 제3 실시 예의 설명에 있어서 제1 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
상기 초격자층(380)은 주기적으로 이종접합을 이룬 초격자구조(super lattice)로 형성된다. 상기 초격자층(380)은 에너지 레벨이 다른 물질을 주기적으로 교번하여 형성할 수 있다. 상기 초격자층(380)은 동일 물질의 도핑레벨을 달리하여 형성할 수 있다.
상기 전자속박층(320)은 상기 제1 반도체층(310) 및 상기 초격자층(380)사이에 삽입될 수 있다. 상기 전자 속박층(320)은 n형 도펀트를 포함하는 n형 반도체층 일 수 있다. 상기 전자속박층(320)은 GaxIn(1-x)N(0<x<1)의 조성식을 갖는 재료로 형성될 수 있다.
상기 전자속박층(320)이 In(Indium)을 포함함으로써 상기 제1 반도체층(310)과 비교하여 에너지 밴드 갭이 줄어드는 효과가 있고, 이로 인해 상기 제1 전극(370)과 상기 제1 반도체층(310)을 통해 유입된 전자가 상기 전자속박층(320)에 쌓이게 된다. 상기 전자가 상기 전자속박층(320)에 쌓이게 됨으로써 상기 전자속박층(320) 전면에 전자가 골고루 분포하게 되어 이후 상기 활성층(330)으로 유입시 전자가 넓게 유입되고 그 결과 활성층(330)에서의 전면발광으로 발광효율이 증가한다.
상기 전자속박층(320)은 주기적으로 이종 접합을 이룬 초격자구조(super lattice)로 형성될 수 있다.
제3 실시 예에 따른 발광소자의 동작원리를 검토해보면 상기 제1 전극(370)을 통해 유입된 전자는 상기 제1 반도체층(310)을 통해 상기 전자속박층(320)에 유입된다. 상기 전자는 에너지 밴드 갭이 좁은 상기 전자속박층(320)에 적층됨과 동시에 넓은 영역으로 퍼지게 되고, 이후 상기 초격자층(380)을 통해 상기 활성층(330)으로 제공되어 상기 제2 전극(360) 및 상기 제2 반도체층(340)을 통해 상기 활성층(330)으로 제공된 정공과 재결합하여 광을 발생하게 된다.
도시하지 않았지만 제1 반도체층(310)은 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역은 n형 도펀트가 고농도로 도핑될 수 있다. 상기 제1 영역은 n형 도펀트가 1021~1022개/㎤의 농도로 도핑될 수 있다. 상기 제2 영역은 상기 제1 영역보다 n형 도펀트가 저농도로 도핑될 수 있다. 상기 제2 영역은 1017~1018개/㎤의 농도로 도핑될 수 있다. 상기 제3 영역은 상기 제2 영역보다 도핑농도가 높고, 상기 제1 영역보다 도핑농도가 낮거나 같을 수 있다. 상기 제3 영역은 1019~1021개/㎤의 농도로 도핑될 수 있다. 상기 도핑농도가 높을수록 반도체층의 도전성이 강해진다. 상기 제1 및 제2 실시 예에서 설명한 바와 같이 제2 영역은 낮은 전도성으로 전자를 넓게 퍼뜨리는 역할을 한다.
또한, 제1 반도체층이 제1 내지 제3 영역을 포함하는 경우 상기 전자속박층은 제1 반도체층 내의 어느 곳에 위치하더라도 전자를 적층하고 넓은 영역으로 분산시켜 발광효율을 높이는 효과를 가진다.
도 4 및 도 5는 제1 실시 예에 대한 실험결과를 나타낸 표이다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 발광소자의 전자속박층의 도핑 정도에 따른 실험 예를 나눈 표이고, 도 5는 각 실험 예에 따른 실험 결과를 나타낸 표이다.
도 4 및 도 5를 참조하면 제1 내지 제4 실험 예는 제1 실시 예와 같이 전자속박층을 가지고 도핑 정도를 변경하고, 기준은 전자속박층이 없을 때의 실험결과이다.
제1 내지 제4 실험 예에서의 전자속박층의 두께는 50Å으로 고정한다.
제1 내지 제4 실험 예에서의 도핑 정도는 제1 실시 예의 제1 영역의 도핑농도를 기준으로 한다. 상기 제1 영역의 도핑농도를 CSi라고 했을 때, 제1 실험 예의 전자속박층의 도핑농도는 0.3CSi로 상기 제1 영역의 30%의 농도를 가지고, 제2 실험 예의 전자속박층의 도핑농도는 0.53CSi로 상기 제1 영역의 53%의 농도를 가지고, 제3 실험 예의 전자속박층의 도핑농도는 0.75CSi로 상기 제1 영역의 75%의 농도를 가지고, 제4 실험 예의 전자속박층의 도핑농도는 CSi로 상기 제1 영역의 도핑농도와 동일한 농도를 가지도록 도핑 한다.
도 5에서는 제1 내지 제4 실험 예에 대해서 순방향전압(forward voltage, VF), 문턱전압(threshold voltage, VT), 역방향 전류(reverse current, IR), 역방향전압(reverse voltage, VR), 피크파장(peak wavelength, WP), 주파장(dominant wavelength, WD), 반폭치(full width at half maximum, WH) 및 광파워(power, PO)를 각각 측정하였다.
상기 전자속박층을 포함하지 않는 기준에 비해 제1 내지 제4 실시 예의 광파워(PO)가 높아진 것을 확인할 수 있다. 특히 제3 실시 예의 경우 20mA에서 16.69mW의 광파워가 측정되므로 기준인 15.17mW에 비해 10%의 광파워가 상승한것을 확인할 수 있다.
상기의 광파워 증가로 인해 발광효율이 증대되고 소비전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100,200,300: 기판 103,203,303: 버퍼층
105,205,305: 언도프드 반도체층 110,210,310: 제1 반도체층
113,213,313: 제1 영역 115,215,315: 제2 영역
117,217,317: 제3 영역 120,220,320: 전자속박층
130,230,330: 활성층 140,240,340: 제2 반도체층
150,250,350: 투과성전극층 160,260,360: 제2 전극
170,270,370: 제1 전극 380: 초격자층

Claims (12)

  1. 기판;
    상기 기판상의 제1 반도체층;
    상기 제1 반도체층으로부터 전달되는 전자를 속박하기 위해 상기 제1 반도체층 내에 형성되는 전자속박층;
    상기 제1 반도체층 상에 형성되는 활성층; 및
    상기 활성층 상의 제2 반도체층을 포함하는 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체층은,
    고농도로 도핑된 제1 영역;
    저농도로 도핑된 제2 영역; 및
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 사이레벨로 도핑된 제3 영역을 포함하는 발광소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전자속박층은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역사이에 위치하는 발광소자.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전자속박층은 상기 제1 영역의 내부에 위치하는 발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전자속박층은 초격자구조로 형성된 발광소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전자속박층은 n형 InGaN/InGaN의 초격자구조로 형성된 발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전자속박층은 GaxIn(1-x)N (0<x<1)의 조성을 가진 재료로 형성된 발광소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 활성층 및 상기 제1 반도체층 사이에 형성된 초격자층을 더 포함하는 발광소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전자속박층은 상기 초격자층 하부의 접촉하는 영역에 위치하는 발광소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전자속박층은 1Å 내지 200Å 사이의 두께를 가지는 발광소자.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 전자속박층의 도핑농도는 상기 제1 영역의 53% 내지 75%인 발광소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전자속박층은 상기 제1 반도체층보다 좁은 에너지 밴드 갭을 가지는 발광소자.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107293629A (zh) * 2017-07-31 2017-10-24 广东工业大学 一种紫外led外延芯片倒装结构及其制作方法

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