KR100650189B1 - High brightness nitride semiconductor light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 수평형 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a horizontal nitride-based semiconductor light emitting device according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 다른 수평형 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing the structure of another horizontal nitride-based semiconductor light emitting device according to the prior art.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing the structure of a high-brightness nitride-based semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자를 나타낸 단면도.4 is a cross-sectional view showing a high brightness nitride-based semiconductor light emitting device according to a first modification of the first embodiment.
도 5는 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자를 나타낸 단면도.5 is a cross-sectional view showing a high brightness nitride-based semiconductor light emitting device according to a second modification of the first embodiment.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도.6 is a cross-sectional view showing the structure of a high-brightness nitride-based semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 제2 실시예의 제1 변형예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자를 나타낸 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view of a high luminance nitride semiconductor light emitting device according to a first modification of the second embodiment; FIG.
도 8은 제2 실시예의 제2 변형예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자를 나타낸 단면도.8 is a cross-sectional view showing a high brightness nitride-based semiconductor light emitting device according to a second modification of the second embodiment.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
110 : 기판 120 : n형 질화물 반도체층110 substrate 120 n-type nitride semiconductor layer
130 : 활성층 140 : p형 질화물 반도체층130: active layer 140: p-type nitride semiconductor layer
150 : 투명전극 165 : p형 본딩 패드150: transparent electrode 165: p-type bonding pad
170 : n형 전극 175 : n형 본딩 패드170: n-type electrode 175: n-type bonding pad
180 : 반사전극180: reflective electrode
본 발명은 질화물계 반도체 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광효율이 높은 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to a nitride-based semiconductor light emitting device, and more particularly to a high brightness nitride-based semiconductor light emitting device with high luminous efficiency.
일반적으로, 질화물계 반도체는 비교적 높은 에너지밴드갭을 갖는 물질(예; GaN 반도체의 경우, 약 3.4eV)로서 청색 또는 녹색 등의 단파장광을 생성하기 위한 광소자에 적극적으로 채용되고 있다. 이러한 질화물계 반도체로는 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 물질이 널리 사용되고 있다.In general, nitride semiconductors are actively employed in optical devices for generating short wavelength light such as blue or green as materials having relatively high energy band gaps (for example, about 3.4 eV in GaN semiconductors). As the nitride semiconductor, a material having an Al x In y Ga (1-xy) N composition formula (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and 0 ≦ x + y ≦ 1) is widely used.
이러한 질화물계 반도체 발광소자는 크게 수평 구조 발광소자(laterally structured light emitting diodes)와 수직 구조 발광소자(vertically structured light emitting diodes)로 분류된다.Such nitride-based semiconductor light emitting devices are classified into horizontally structured light emitting diodes and vertically structured light emitting diodes.
그러면, 이하 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 질화물계 반도체 발광소자 중 수평형 질화물계 반도체 발광소자에 대하여 상세히 설명한다.Next, a horizontal nitride semiconductor light emitting device according to the prior art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 수평형 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a horizontal nitride semiconductor light emitting device according to the prior art.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 수평형 질화물계 반도체 발광소자(100)는, 사파이어 기판(110)과 GaN 버퍼층(도시하지 않음)과, n형 질화물 반도체층(120)과, 활성층(130)과, p형 질화물 반도체층(140)이 순차 결정성장되어 있으며, 상기 p형 질화물 반도체층(140)과 GaN/InGaN 활성층(130)은 일부 식각(mesa etching)공정에 의하여 그 일부영역이 제거되는 바, n형 질화물 반도체층(120)의 일부상면을 노출한 구조를 갖는다.As shown in FIG. 1, the horizontal nitride semiconductor
상기 노출된 n형 질화물 반도체층(120) 상에는 Cr/Au로 이루어진 n형 전극(170) 및 n형 본딩 패드(175)가 형성되어 있다.An n-
또한, 상기 p형 질화물 반도체층(140) 상에는 전류확산 효과를 향상시킬 수 있는 ITO 등으로 이루어진 투명전극층(150)이 형성되어 있으며, 상기 투명 전극층(150) 상에는 Cr/Au로 이루어진 p형 전극(160) 및 p형 본딩 패드(165)가 형성되어 있다.In addition, a
그런데, 상기 투명전극층(150) 상에 위치하는 p형 전극(160)이 Cr/Au로 이루 어져 있기 때문에, 활성층에서 발광하는 광의 일부를 흡수하여 소자의 전체적인 발광효율을 저하시키는 문제가 있다. However, since the p-
이에 따라서, 종래에는 상기 투명전극층(150) 상에 Cr/Au로 이루어진 p형 전극(160)이 아닌 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 투명전극층(150) 상에 Ag 등과 같은 높은 반사율을 가지는 물질로 이루어진 반사전극(180)을 구비하였다.Accordingly, as shown in FIG. 2, instead of the p-
그러나, 상기와 같이 투명전극층(150) 상에 형성된 반사전극(180)은, 활성층에서 발광하는 광 중 반사전극(180)으로 향하는 광을 반사시켜 소자의 전체적인 발광효율을 향상시킬 수 있는 장점은 있었으나, 하부에 위치하는 투명전극층(150)을 통해 반사전극(180)을 통해 반사된 광의 일부가 흡수되어 반사율이 감소하는 문제가 있다.However, the
이와 같이, 상기 반사전극의 반사율이 감소하게 되면, 소자의 전체적인 발광효율 또한 감소하므로, 발광 효율을 향상시키는 한계가 있다.As such, when the reflectance of the reflective electrode is reduced, the overall luminous efficiency of the device is also reduced, thereby limiting the luminous efficiency.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 투명전극을 사용하여 전류확산 효과를 향상시키는 동시에 반사전극의 반사율을 증가시켜 발광 효율을 최대화시킬 수 있는 고휘도 질화물계 반도체 발광소자를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a high luminance nitride-based semiconductor light emitting device that can maximize the luminous efficiency by improving the current diffusion effect and at the same time increase the reflectance of the reflective electrode using a transparent electrode to solve the above problems. It is.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판 상에 형성된 n형 질화물 반도체층과, 상기 n형 질화물 반도체층 상의 소정 영역에 형성된 활성층과, 상기 활성층 상에 형성된 p형 질화물 반도체층과, 상기 p형 질화물 반도체층 상에 형성된 반사전극과, 상기 반사전극이 형성되지 않은 p형 질화물 반도체층 상에 형성된 투명전극과, 상기 반사전극 상에 형성된 p형 본딩 패드와, 상기 활성층이 형성되지 않은 n형 질화물 반도체층 상에 형성된 n형 전극 및 상기 n형 전극 상에 형성된 n형 본딩 패드를 포함하는 고휘도 질화물계 반도체 발광소자를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an n-type nitride semiconductor layer formed on a substrate, an active layer formed in a predetermined region on the n-type nitride semiconductor layer, a p-type nitride semiconductor layer formed on the active layer, and the p A reflective electrode formed on the nitride semiconductor layer, a transparent electrode formed on the p-type nitride semiconductor layer on which the reflective electrode is not formed, a p-type bonding pad formed on the reflective electrode, and an n-type on which the active layer is not formed. A high brightness nitride-based semiconductor light emitting device including an n-type electrode formed on a nitride semiconductor layer and an n-type bonding pad formed on the n-type electrode is provided.
또한, 상기 본 발명의 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에서, 상기 반사전극은, 인접한 상기 투명전극과 서로 접하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.In the high brightness nitride-based semiconductor light emitting device of the present invention, the reflective electrode is preferably formed to be in contact with the adjacent transparent electrode.
또한, 상기 본 발명의 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에서, 상기 반사전극은, 인접한 상기 투명전극과 접하는 동시에 상기 투명전극의 상부 일부분과 중첩되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.In the high brightness nitride-based semiconductor light emitting device of the present invention, the reflective electrode is preferably formed so as to be in contact with the adjacent transparent electrode and overlap the upper portion of the transparent electrode.
또한, 상기 본 발명의 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에서, 상기 반사전극은, 상기 투명전극과 서로 접하지 않게 형성되되, 상기 반사전극과 상기 투명전극은, p형 본딩 패드를 통해 서로 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.In the high brightness nitride-based semiconductor light emitting device of the present invention, the reflective electrode is formed so as not to contact the transparent electrode, and the reflective electrode and the transparent electrode are electrically connected to each other through a p-type bonding pad. It is preferable.
또한, 상기 본 발명의 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에서, 상기 반사전극은, 반사물질이 함유된 반사층을 포함하는 다층 구조로 이루어진 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 반사물질이 함유된 반사층 및 접합층이 순차 적층되어 있는 이층 구조로 이루어진다. 이때, 상기 접합층은 반사물질이 함유된 반사층과 접하는 상기 p형 질화물 반도체층의 접착력을 우수하게 하는 역할을 한다.In addition, in the high brightness nitride-based semiconductor light emitting device of the present invention, the reflective electrode is preferably formed of a multilayer structure including a reflective layer containing a reflective material, more preferably, the reflective layer and the bonding layer containing a reflective material It consists of the two-layer structure laminated | stacked sequentially. In this case, the bonding layer serves to improve the adhesion of the p-type nitride semiconductor layer in contact with the reflective layer containing the reflective material.
상기한 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은, 제1 본딩 패드와, 상기 제1 본딩 패드 하면에 형성된 제1 반사전극과, 상기 제1 반사전극과 동일한 층에 형성된 투명전극과, 상기 제1 반사전극 및 상기 투명전극 하면에 형성된 제1 질화물 반도체층과, 상기 제1 질화물 반도체층 하면에 형성된 활성층과, 상기 활성층 하면에 형성된 제2 질화물 반도체층과, 상기 제2 질화물 반도체층 하면에 형성된 제2 반사전극과, 상기 제2 반사전극 하면에 형성된 제2 본딩 패드 및 상기 제2 본딩 패드 하면에 형성된 구조지지층을 포함하는 고휘도 질화물계 반도체 발광소자를 제공한다.Another object of the present invention for achieving the above object is a first bonding pad, a first reflective electrode formed on the lower surface of the first bonding pad, a transparent electrode formed on the same layer as the first reflective electrode, and the first reflection A first nitride semiconductor layer formed on the bottom surface of the electrode and the transparent electrode, an active layer formed on the bottom surface of the first nitride semiconductor layer, a second nitride semiconductor layer formed on the bottom surface of the active layer, and a second formed on the bottom surface of the second nitride semiconductor layer A high brightness nitride-based semiconductor light emitting device comprising a reflective electrode, a second bonding pad formed on a lower surface of the second reflective electrode, and a structure support layer formed on a lower surface of the second bonding pad.
또한, 상기 본 발명의 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에서, 상기 제1 반사전극은, 인접한 상기 투명전극과 서로 접하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.In the high brightness nitride-based semiconductor light emitting device of the present invention, the first reflective electrode is preferably formed to be in contact with the adjacent transparent electrode.
또한, 상기 본 발명의 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에서, 상기 제1 반사전극은, 인접한 상기 투명전극과 접하는 동시에 상기 투명전극의 상부 일부분과 중첩되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.In the high brightness nitride-based semiconductor light emitting device of the present invention, the first reflective electrode is preferably formed so as to be in contact with the adjacent transparent electrode and overlap the upper portion of the transparent electrode.
또한, 상기 본 발명의 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에서, 상기 제1 반사전극은, 상기 투명전극과 서로 접하지 않게 형성되되, 상기 제1 반사전극과 상기 투명전극은, 제1 본딩 패드를 통해 서로 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.In the high brightness nitride-based semiconductor light emitting device of the present invention, the first reflective electrode is formed so as not to be in contact with the transparent electrode, and the first reflective electrode and the transparent electrode are connected to each other through a first bonding pad. It is preferred to be electrically connected.
또한, 상기 본 발명의 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에서, 상기 제1 및 제2 반사전극은, 반사물질이 함유된 반사층이 포함된 다층 구조로 이루어진 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 반사물질이 함유된 반사층 및 접합층이 순차 적층되어 있는 이층 구조로 이루어진다. 이때, 상기 접합층은 상기 반사물질이 함유된 반사층과 접하는 상기 제1 질화물 반도체층의 접착력을 우수하게 하는 역할을 한다.In the high brightness nitride-based semiconductor light emitting device of the present invention, the first and second reflective electrodes preferably have a multilayer structure including a reflective layer containing a reflective material, more preferably, a reflective material. It consists of a two-layered structure in which the reflective layers and the bonding layers are sequentially stacked. In this case, the bonding layer serves to improve the adhesion of the first nitride semiconductor layer in contact with the reflective layer containing the reflective material.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하였다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like reference numerals designate like parts throughout the specification.
이제 본 발명의 실시예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a high brightness nitride-based semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예Example 1 One
우선, 도 3 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에 대하여 상세히 설명한다.First, the high brightness nitride-based semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자를 나타낸 단면도이며, 도 5는 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a high brightness nitride semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a high brightness nitride semiconductor light emitting device according to a first modification of the first embodiment. 5 is a cross-sectional view showing a high brightness nitride-based semiconductor light emitting device according to a second modification of the first embodiment.
우선, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자(100)은, 기판(110) 상에 버퍼층(도시하지 않음), n형 질화물 반도체층(120), 활성층(130) 및 p형 질화물 반도체층(140)이 순차 적층되어 있다.First, as shown in FIG. 3, the high brightness nitride-based semiconductor
상기 기판(110)은 바람직하게, 사파이어를 포함하는 투명한 재료를 이용하여 형성되며. 사파이어 이외에, 기판(110)은 징크 옥사이드(zinc oxide, ZnO), 갈륨 나이트라이드(gallium nitride, GaN), 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC) 및 알루미늄 나이트라이드(AlN)로 형성될 수 있다.The
상기 버퍼층(도시하지 않음)은 GaN로 형성되며, 생략 가능하다.The buffer layer (not shown) is formed of GaN and may be omitted.
상기 n형 또는 p형 질화물 반도체층(120, 140)은 각 도전형 불순물 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 형성되며, 상기 활성층(130)은 InGaN/GaN층으로 구성된 다중우물 구조(Multi-Quantum Well)로 형성된다.The n-type or p-type
한편, 상기 활성층(130)은 하나의 양자우물층 또는 더블헤테로 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 활성층(130)은 이를 구성하고 있는 인듐(In)의 양으로 다이오드가 녹색 발광소자인지 청색 발광소자인지를 결정한다. 보다 상세하게는 청색빛을 갖는 발광소자에 대해서는, 약 22% 범위의 인듐이 사용되며, 녹색빛을 갖는 발광소자에 대해서는, 약 40% 범위의 인듐이 사용된다. 즉, 상기 활성층(130)을 형성하는데 사용되는 인듐의 양은 필요로 하는 청색 또는 녹색 파장에 따라 변한다.Meanwhile, the
상기 활성층(130)과 p형 질화물 반도체층(140)의 일부는 메사 식각(mesa etching)으로 제거되어, 저면에 n형 질화물 반도체층(120)의 일부를 노출하고 있다.A portion of the
상기 메사 식각에 의해 노출된 n형 질화물 반도체층(120) 상의 소정 부분에는 n형 전극(170) 및 n형 본딩 패드(175)가 순차 적층된 구조로 형성되어 있다. 여기서, 상기 n형 전극(170) 및 n형 본딩 패드(175)는, Cr/Au으로 이루어져 있다.The n-
또한, 상기 p형 질화물 반도체층(140) 상에는 투명전극(150)과 반사 역할 및 전극 역할을 동시에 하는 반사전극(180)이 함께 형성되어 있다. 즉, 상기 반사전극(180)은, 상기 p형 질화물 반도체층(140)과 직접적으로 접하고 있는 동시에, 상기 p형 질화물 반도체층(140) 상에서 인접한 투명전극(150)과 서로 접하도록 나란히 형성되어 있다.In addition, the p-type
이와 같이, 본 발명에 따른 상기 반사전극(180)은, 종래 기술에 따라 투명전극 상에 형성된 반사전극(도 2 참조)과 달리 상기 p형 질화물 반도체층(140) 상에 투명전극(150)과 함께 나란하게 형성되어 p형 질화물 반도체층과 직접적으로 접하므로, 반사전극(180)을 통해 반사된 광의 일부분이 투명전극(150)에 흡수되어 손실되는 종래 문제점을 해결하여 소자의 발광 효율을 향상시킨다.As described above, the
그러면, 이하, 본 발명의 제1 실시예에 따라 p형 질화물 반도체층 상에 나란히 형성된 투명전극(150)과 반사전극(180)에 대하여 상세히 설명한다.Next, the
우선, 상기 투명전극(150)은, 전류확산 효과를 향상시키기 위한 층으로, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 도전성 금속산화물로 이루어진다. 또한, 상기 투명전극(150)은, 발광소자의 발광 파장에 대해 투과율이 높다면, 도전성이 높고 콘택 저항이 낮은 금속박막으로도 이루어질 수 있다.First, the
상기 반사전극(180)은, Cr/Au로 이루어진 p형 본딩 패드로 향하는 광을 반사시켜 광 추출 효율을 향상시키기 위한 층으로, 도 3에는 단일층으로 도시하였으나, 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)과 같은 반사물질이 함유된 반사층을 포함하는 다층 구조로 이루어진다. 예를 들어, 접합층과 반사물질이 함유된 반사층이 순차 적층되어 있는 이중층 구조로 형성한다.The
따라서, 본 발명은, 상기 투명전극(150)을 통해 전류확산 효과를 향상시키는 동시에 반사물질이 함유된 반사층을 하나 이상 포함하는 다층으로 이루어진 반사전극(180)이 p형 질화물 반도체층(140)과 직접적으로 접하여 반사율의 손실을 최소화하므로, 소자의 발광효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, in the present invention, the
한편, 상기 반사전극(180)은, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 인접하는 투명전극(150)의 상부 일부분과 중첩되도록 형성되거나, 상기 투명전극(150)과 서로 접하지 않고, 투명전극(150)과 p형 본딩 패드(165)를 통해 서로 전기적으로 연결되도록 형성되는 것이 가능하다. Meanwhile, as illustrated in FIGS. 4 and 5, the
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 반사전극(180)이 인접하는 상기 투명전극(150)의 상부 일부분과 중첩되게 되며, 전류확산 효과가 향상되어 소자의 동작전압을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.As shown in FIG. 4, the
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 반사전극(180)이 상기 투명전극(150)과 직접적으로 접하지 않고, p형 본딩 패드(165)를 통해 전기적으로 연결되게 되면, 반사전극(180)이 인접하는 투명전극(150)과의 접촉으로 인해 감소되는 반사율을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, as shown in FIG. 5, when the
실시예Example 2 2
그러면, 이하 도 6 내지 도 8을 참고하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자에 대하여 상세히 설명한다.Next, the high-brightness nitride-based semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 8.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 7은 제2 실시예의 제1 변형예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자를 나타낸 단면도이며, 도 8은 제2 실시예의 제2 변형예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a high brightness nitride semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a high brightness nitride semiconductor light emitting device according to a first modification of the second embodiment. 8 is a cross-sectional view showing a high brightness nitride-based semiconductor light emitting device according to a second modification of the second embodiment.
우선, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 고휘도 질화물계 반도체 발광소자(200)는, 최상부에는 Cr/Au 등으로 이루어진 제1 본딩 패드(220a)가 형성되어 있다.First, as shown in FIG. 6, in the high brightness nitride-based semiconductor
상기 제1 본딩 패드(220a) 하면에는 제1 반사전극(230a)이 형성되어 있다.A first
한편, 본 실시예에서는 소자의 전류확산 효율을 극대화하기 위해 상기 제1 반사전극(230a)의 일측 즉, 상기 제1 반사전극(230a)과 동일한 층에 투명전극(260)이 형성되어 있다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the
이때, 상기 제1 반사전극(230a)은, Cr/Au로 이루어진 제1 본딩 패드(220a)로 향하는 광을 반사시켜 광 추출 효율을 향상시키기 위한 층으로, 도 6에는 단일층으로 도시하였으나, 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)과 같은 반사물질이 함유된 반사층을 포함하는 다층 구조로 이루어진다. 예를 들어, 접합층과 반사물질이 함유된 반사층이 순차 적층되어 있는 이중층 구조로 형성한다.In this case, the first
따라서, 본 발명은, 상기 투명전극(260)을 통해 전류확산 효과를 향상시키는 동시에 반사물질이 함유된 반사층을 하나 이상 포함하는 다층으로 이루어진 제1 반사전극(230a)이 투명전극(260)과 나란히 형성되어 투명전극(260)으로 흡수되어 손실되는 광의 양을 최소화하므로, 소자의 발광효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, in the present invention, the first
한편, 상기 제1 반사전극(230a)은, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 인접하는 투명전극(260)의 상부 일부분과 중첩되도록 형성되거나, 상기 투명전극(260)과 서로 접하지 않고, 투명전극(260)과 제1 본딩 패드(230a)를 통해 서로 전기적으로 연결되도록 형성되는 것이 가능하다. Meanwhile, as illustrated in FIGS. 7 and 8, the first
도 7에 도시한 바와 같이, 상기 제1 반사전극(220a)이 인접하는 상기 투명전극(260)의 상부 일부분과 중첩되게 되며, 전류확산 효과가 향상되어 소자의 동작전압을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.As shown in FIG. 7, the first
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 제1 반사전극(220a)이 상기 투명전극(260)과 직접적으로 접하지 않고, 제1 본딩 패드(230a)를 통해 전기적으로 연결되게 되면, 제1 반사전극(220a)이 투명전극(260)과의 접촉으로 인해 감소되는 반사율을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, as shown in FIG. 8, when the first
그리고, 상기 제1 반사전극(220a) 및 상기 투명전극(260) 하면에는 제1 질화물 반도체층(240a)과 활성층(250) 및 제2 질화물 반도체층(240b)이 아래로 순차 적층되어 있다.In addition, a first
상기 제1 또는 제2 질화물 반도체층(240a, 240b)은, 각 도전형 불순물 도핑 된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층일 수 있으며, 상기 활성층(250)은 InGaN/GaN층으로 구성된 다중우물 구조(Multi-Quantum Well)일 수 있다.The first or second
상기 제2 질화물 반도체층(240b) 하면에는 제2 반사전극(230b) 및 제2 본딩 패드(220b)가 아래로 순차 적층되어 있는 구조를 가진다. 이때, 상기 제2 반사전극(230b) 또한, 상기 제1 반사전극(230a)과 마찬가지로 Cr/Au로 이루어진 제2 본딩 패드(220b)로 향하는 광을 반사시켜 광 추출 효율을 향상시키기 위한 층으로, 도 6에는 단일층으로 도시하였으나, 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)과 같은 반사물질이 함유된 반사층을 포함하는 다층 구조로 이루어진다.A second
상기 제2 본딩 패드(220b) 하면에는 도전성 접합층(도시하지 않음)에 의해 구조지지층(210)이 접합되어 있다. 이때, 상기 구조지지층(210)은 최종적인 LED 소자의 지지층 및 전극으로서의 역할을 수행하는 것으로서, 실리콘(Si) 기판, GaAs 기판, Ge 기판 또는 금속층 등으로 이루어진다. 여기서 상기 금속층은 전해 도금, 무전해 도금, 열증착(Thermal evaporator), 전자선증착(e-beam evaporator), 스퍼터(Sputter), 화학기상증착(CVD) 등의 방식을 통하여 형성된 것이 사용가능하다.The
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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims also fall within the scope of the present invention.
상기한 바와 같이, 본 발명은 반사전극과 투명전극을 질화물 반도체층 상에 나란하게 형성함으로써, 투명전극을 통해 전류확산 효과를 향상시키는 동시에 반사전극에 의해 반사된 광의 일부가 투명전극으로 흡수되어 손실되는 것을 방지하여 소자의 전체적인 발광 효율을 최대화시킬 수 있다.As described above, the present invention forms a reflection electrode and a transparent electrode side by side on the nitride semiconductor layer, thereby improving the current diffusion effect through the transparent electrode and at the same time a portion of the light reflected by the reflection electrode is absorbed by the transparent electrode and lost Can be prevented to maximize the overall luminous efficiency of the device.
따라서, 본 발명은 고휘도 질화물계 반도체 발광소자의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention has the effect of improving the characteristics and reliability of the high brightness nitride-based semiconductor light emitting device.
Claims (16)
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KR1020050090319A KR100650189B1 (en) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | High brightness nitride semiconductor light emitting device |
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KR1020050090319A KR100650189B1 (en) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | High brightness nitride semiconductor light emitting device |
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KR1020050090319A KR100650189B1 (en) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | High brightness nitride semiconductor light emitting device |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20020029464A (en) * | 2000-10-13 | 2002-04-19 | 김효근 | Nitride compound based light-emitting diode having a p-electrode which contains an inserted reflective layer, and fabricating method thereof |
JP2003133590A (en) | 2001-10-25 | 2003-05-09 | Sharp Corp | Gallium nitride based compound semiconductor light emitting element and manufacturing method therefor |
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2005
- 2005-09-28 KR KR1020050090319A patent/KR100650189B1/en active IP Right Grant
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