KR102606859B1 - Semiconductor device and semiconductor device package including the same - Google Patents

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KR102606859B1 KR1020170001904A KR20170001904A KR102606859B1 KR 102606859 B1 KR102606859 B1 KR 102606859B1 KR 1020170001904 A KR1020170001904 A KR 1020170001904A KR 20170001904 A KR20170001904 A KR 20170001904A KR 102606859 B1 KR102606859 B1 KR 102606859B1
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Abstract

실시 예는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층상에 배치되는 활성층; 및 상기 활성층상에 배치되는 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 활성층은 제1활성층, 및 상기 제1활성층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 제2활성층을 포함하고, 상기 제1활성층과 제2활성층은 리세스를 갖는 제1영역, 및 상기 리세스 사이의 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역에서 제2활성층의 두께는 상기 제1영역에서 상기 제1활성층의 두께보다 두꺼운 영역을 포함하고, 상기 제1영역에서 제2활성층은 상기 제2영역에서 제2활성층의 두께보다 두꺼운 영역을 포함하는 반도체 소자 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지를 개시한다.The embodiment includes: a first conductivity type semiconductor layer; an active layer disposed on the first conductive semiconductor layer; and a second conductive semiconductor layer disposed on the active layer, wherein the active layer includes a first active layer and a second active layer disposed between the first active layer and the second conductive semiconductor layer. The first active layer and the second active layer include a first region having a recess and a second region between the recesses, and the thickness of the second active layer in the first region is the thickness of the first active layer in the first region. Disclosed is a semiconductor device including a thicker region, wherein the second active layer in the first region includes a region thicker than the thickness of the second active layer in the second region, and a semiconductor device package including the same.

Description

반도체 소자 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지{SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE PACKAGE INCLUDING THE SAME}Semiconductor device and semiconductor device package including the same {SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE PACKAGE INCLUDING THE SAME}

실시 예는 반도체 소자 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지에 관한 것이다.The embodiment relates to a semiconductor device and a semiconductor device package including the same.

GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 반도체 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.Semiconductor devices containing compounds such as GaN and AlGaN have many advantages, such as having a wide and easily adjustable band gap energy, and can be used in a variety of ways, such as semiconductor devices, light receiving devices, and various diodes.

특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다. In particular, light-emitting devices such as light emitting diodes and laser diodes using group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor materials have been developed into red, green, and green colors through the development of thin film growth technology and device materials. Various colors such as blue and ultraviolet rays can be realized, and efficient white light can also be realized by using fluorescent materials or combining colors. Compared to existing light sources such as fluorescent lights and incandescent lights, it has low power consumption, semi-permanent lifespan, and fast response speed. , has the advantages of safety and environmental friendliness.

뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용할 수 있다.In addition, when light-receiving devices such as photodetectors or solar cells are manufactured using group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor materials, the development of device materials absorbs light in various wavelength ranges to generate photocurrent. By doing so, light of various wavelengths, from gamma rays to radio wavelengths, can be used. In addition, it has the advantages of fast response speed, safety, environmental friendliness, and easy control of device materials, so it can be easily used in power control, ultra-high frequency circuits, or communication modules.

따라서, 반도체 소자는 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 Gas나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.Therefore, semiconductor devices can replace the transmission module of optical communication means, the light emitting diode backlight that replaces the cold cathode fluorescence lamp (CCFL) that constitutes the backlight of LCD (Liquid Crystal Display) display devices, and fluorescent or incandescent light bulbs. Applications are expanding to include white light-emitting diode lighting devices, automobile headlights and traffic lights, and sensors that detect gas or fire. Additionally, the applications of semiconductor devices can be expanded to high-frequency application circuits, other power control devices, and communication modules.

실시 예는 연색 지수를 향상시킬 수 있는 반도체 소자를 제공한다.Embodiments provide a semiconductor device that can improve the color rendering index.

실시 예는 광 출력을 향상시킬 수 있는 반도체 소자를 제공한다.Embodiments provide a semiconductor device capable of improving light output.

실시 예는 구동 전압을 낮출 수 있는 반도체 소자를 제공한다.An embodiment provides a semiconductor device capable of lowering the driving voltage.

실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited to this, and it will also include means of solving the problem described below and purposes and effects that can be understood from the embodiment.

본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층상에 배치되는 활성층; 및 상기 활성층상에 배치되는 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 활성층은 제1활성층, 및 상기 제1활성층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 제2활성층을 포함하고, 상기 제1활성층과 제2활성층은 리세스를 갖는 제1영역, 및 상기 리세스 사이의 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역에서 제2활성층의 두께는 상기 제1영역에서 상기 제1활성층의 두께보다 두꺼운 영역을 포함하고, 상기 제1영역에서 제2활성층은 상기 제2영역에서 제2활성층의 두께보다 두꺼운 영역을 포함한다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a first conductivity type semiconductor layer; an active layer disposed on the first conductive semiconductor layer; and a second conductive semiconductor layer disposed on the active layer, wherein the active layer includes a first active layer and a second active layer disposed between the first active layer and the second conductive semiconductor layer. The first active layer and the second active layer include a first region having a recess and a second region between the recesses, and the thickness of the second active layer in the first region is the thickness of the first active layer in the first region. and a thicker region, and the second active layer in the first region includes a region thicker than the thickness of the second active layer in the second region.

상기 제1활성층은 복수 개의 제1우물층 및 복수 개의 제1장벽층을 포함하고, 상기 제2활성층은 복수 개의 제2우물층 및 복수 개의 제2장벽층을 포함할 수 있다.The first active layer may include a plurality of first well layers and a plurality of first barrier layers, and the second active layer may include a plurality of second well layers and a plurality of second barrier layers.

상기 제1장벽층은 상기 제1영역의 두께와 상기 제2영역의 두께의 비가 1:2 내지 1:10일 수 있다.The first barrier layer may have a ratio of the thickness of the first region to the thickness of the second region of 1:2 to 1:10.

상기 제2장벽층은 상기 제1영역의 두께와 상기 제2영역의 두께의 비가 2:1 내지 10:1일 수 있다.The second barrier layer may have a ratio of the thickness of the first region to the thickness of the second region of 2:1 to 10:1.

상기 제1영역에서 상기 제2장벽층은 상기 제1장벽층보다 두꺼울 수 있다.In the first region, the second barrier layer may be thicker than the first barrier layer.

상기 제2우물층은 450nm 내지 460nm 파장대의 광을 출사할 수 있다.The second well layer may emit light in the 450nm to 460nm wavelength range.

상기 제1우물층의 두께와 상기 제1장벽층의 두께의 비는 1:1 내지 1:2.5일 수 있다.The ratio of the thickness of the first well layer and the thickness of the first barrier layer may be 1:1 to 1:2.5.

상기 제2우물층의 두께와 상기 제2장벽층의 두께의 비는 1:1 내지 1:3일 수 있다.The ratio of the thickness of the second well layer and the thickness of the second barrier layer may be 1:1 to 1:3.

상기 제1장벽층과 제2장벽층은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.The first barrier layer and the second barrier layer may be doped with an n-type dopant.

상기 제2장벽층은 상기 리세스의 중심으로 갈수록 두께가 증가하는 구간을 가질 수 있다.The second barrier layer may have a section whose thickness increases toward the center of the recess.

상기 제2장벽층은 상기 제1활성층에서 멀어질수록 상기 리세스의 크기가 작아질 수 있다.As the second barrier layer becomes farther from the first active layer, the size of the recess may become smaller.

상기 활성층과 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 전자 차단층을 포함하고, 상기 전자 차단층은 상기 제1영역에서의 두께와 상기 제2영역에서의 두께의 비가 0.8:1 내지 1:1일 수 있다.and an electron blocking layer disposed between the active layer and the second conductive semiconductor layer, wherein the electron blocking layer has a ratio of the thickness in the first region to the thickness in the second region of 0.8:1 to 1:1. You can.

상기 제1활성층과 가장 가까운 제2장벽층의 두께는 나머지 제2장벽층보다 두꺼울 수 있다.The thickness of the second barrier layer closest to the first active layer may be thicker than the remaining second barrier layers.

실시 예에 따르면, 발광소자의 연색 지수를 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, the color rendering index of the light emitting device can be improved.

또한, 발광소자의 광 출력을 향상시키고 구동 전압을 낮출 수 있다.Additionally, the light output of the light emitting device can be improved and the driving voltage can be lowered.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The various and beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above-described content, and may be more easily understood through description of specific embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구조물의 개념도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다양한 크기의 리세스를 보여주는 평면도이고,
도 3은 연색 지수와 광 출력의 관계를 보여주는 그래프이고,
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구조물의 일부 단면도이고,
도 4b는 도 4a의 A부분과 B 부분의 확대도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구조물의 단면을 보여주는 사진이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 구조물의 일부 단면도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광 구조물의 일부 단면도이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광 구조물의 일부 단면도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이고,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지의 개념도이다.
1 is a conceptual diagram of a light-emitting structure according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a plan view showing recesses of various sizes according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a graph showing the relationship between color rendering index and light output;
4A is a partial cross-sectional view of a light-emitting structure according to an embodiment of the present invention,
Figure 4b is an enlarged view of parts A and B of Figure 4a,
Figure 5 is a photograph showing a cross section of a light emitting structure according to an embodiment of the present invention,
6 is a partial cross-sectional view of a light emitting structure according to another embodiment of the present invention,
7 is a partial cross-sectional view of a light emitting structure according to another embodiment of the present invention,
8 is a partial cross-sectional view of a light emitting structure according to another embodiment of the present invention,
9 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a light-emitting structure according to an embodiment of the present invention;
10 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
11 is a conceptual diagram of a semiconductor device package according to an embodiment of the present invention.

본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다. The present embodiments may be modified in other forms or various embodiments may be combined with each other, and the scope of the present invention is not limited to each embodiment described below.

특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다. Even if matters described in a specific embodiment are not explained in other embodiments, they may be understood as descriptions related to other embodiments, as long as there is no explanation contrary to or contradictory to the matter in the other embodiments.

예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.For example, if a feature for configuration A is described in a specific embodiment and a feature for configuration B is described in another embodiment, the description is contrary or contradictory even if an embodiment in which configuration A and configuration B are combined is not explicitly described. Unless otherwise stated, it should be understood as falling within the scope of the rights of the present invention.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, when an element is described as being formed “on or under” another element, or under) includes both elements that are in direct contact with each other or one or more other elements that are formed (indirectly) between the two elements. Additionally, when expressed as "on or under," it can include not only the upward direction but also the downward direction based on one element.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구조물의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다양한 크기의 리세스를 보여주는 평면도이다.Figure 1 is a conceptual diagram of a light emitting structure according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a plan view showing recesses of various sizes according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구조물은, 제1 도전형 반도체층(30)과, 제1 도전형 반도체층(30)상에 배치되는 활성층(50)과, 활성층(50) 상에 배치되는 제2 도전형 반도체층(70)을 포함한다. 제1 도전형 반도체층(30), 활성층(50), 및 제2 도전형 반도체층(70) 중 적어도 하나는 V 형상의 리세스(V-pits)가 형성될 수 있다.Referring to Figure 1, the light emitting structure according to an embodiment of the present invention includes a first conductive semiconductor layer 30, an active layer 50 disposed on the first conductive semiconductor layer 30, and an active layer ( It includes a second conductive semiconductor layer 70 disposed on 50). V-shaped recesses (V-pits) may be formed in at least one of the first conductive semiconductor layer 30, the active layer 50, and the second conductive semiconductor layer 70.

기판(10)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함한다. 기판(10)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼일 수 있다. 기판(10)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The substrate 10 includes a conductive substrate or an insulating substrate. The substrate 10 may be a material suitable for growing semiconductor materials or a carrier wafer. The substrate 10 may be formed of a material selected from sapphire (Al 2 O 3 ), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, and Ge, but is not limited thereto.

제1 도전형 반도체층(30)과 기판(10) 사이에는 버퍼층(20)이 배치될 수 있다. 버퍼층(20)은 발광 구조물과 기판(10)의 격자 부정합을 완화할 수 있다.A buffer layer 20 may be disposed between the first conductive semiconductor layer 30 and the substrate 10. The buffer layer 20 can alleviate lattice mismatch between the light emitting structure and the substrate 10.

버퍼층(20)은 Ⅲ족과 Ⅴ족 원소가 결합된 형태이거나 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층(20)에는 도펀트가 도핑될 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.The buffer layer 20 may be a combination of group III and group V elements or may include any one of GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, and AlInN. The buffer layer 20 may be doped with a dopant, but is not limited to this.

버퍼층(20)은 기판(10) 상에 단결정으로 성장할 수 있으며, 단결정으로 성장한 버퍼층(20)은 버퍼층(20)상에 성장하는 제1 도전형 반도체층(30)의 결정성을 향상시킬 수 있다.The buffer layer 20 can be grown as a single crystal on the substrate 10, and the buffer layer 20 grown as a single crystal can improve the crystallinity of the first conductive semiconductor layer 30 grown on the buffer layer 20. .

제1 도전형 반도체층(30)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(30)은 Inx1Aly1Ga1 -x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 제1도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제1도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제1도펀트가 도핑된 제1 도전형 반도체층(30)은 n형 반도체층일 수 있다.The first conductivity type semiconductor layer 30 may be implemented with a compound semiconductor such as group III-V or group II-VI, and may be doped with a first dopant. The first conductive semiconductor layer 30 is a semiconductor material having the composition formula In x1 Al y1 Ga 1 -x1-y1 N (0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1), e.g. For example, it may be selected from GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, etc. And, the first dopant may be an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, or Te. When the first dopant is an n-type dopant, the first conductive semiconductor layer 30 doped with the first dopant may be an n-type semiconductor layer.

활성층(50)은 제1 도전형 반도체층(30)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)과 제2 도전형 반도체층(70)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(50)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.The active layer 50 is a layer where electrons (or holes) injected through the first conductive semiconductor layer 30 and holes (or electrons) injected through the second conductive semiconductor layer 70 meet. The active layer 50 transitions to a lower energy level as electrons and holes recombine, and can generate light with a corresponding wavelength.

활성층(50)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(50)의 구조는 이에 한정하지 않는다. The active layer 50 may have any one of a single well structure, a multi-well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, or a quantum wire structure. The structure is not limited to this.

일반적으로, 기판(10)과 제1 도전형 반도체층(30)의 격자 불일치로 인해 제1 도전형 반도체층(30)에는 전위(Dislocation, D)와 같은 격자 결함이 발생할 수 있다. 반도체 소자는 전위(D)에 의해 누설 전류가 증가하고, 외부 정전기에 취약해질 수 있다.In general, lattice defects such as dislocations (D) may occur in the first conductivity type semiconductor layer 30 due to lattice mismatch between the substrate 10 and the first conductivity type semiconductor layer 30. Semiconductor devices may have increased leakage current due to the potential (D) and become vulnerable to external static electricity.

활성층(50)은 전위(D)에 의해 유발되는 리세스(R1)가 형성될 수 있다. 리세스(R1)는 제1 도전형 반도체층(30)과 활성층(50) 사이의 응력(Strain)을 완화시키며, 전위(D)가 활성층(50) 및 제2 도전형 반도체층(70)에 연장되는 것을 방지하여 반도체 소자의 품질을 향상시킬 수 있다.In the active layer 50, a recess R1 caused by the dislocation D may be formed. The recess (R1) relieves the stress between the first conductive semiconductor layer 30 and the active layer 50, and the dislocation (D) is connected to the active layer 50 and the second conductive semiconductor layer 70. By preventing extension, the quality of semiconductor devices can be improved.

리세스(R1)는 전위(D)에 의한 누설 전류를 방지하여 정전기 방전(ESD, Electrostatic discharge) 수율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 리세스가 형성된 영역은 발광에 기여하지 못해 광도가 저하되는 문제가 있다. 리세스의 크기는 다양하게 형성될 수 있다.The recess (R1) can improve electrostatic discharge (ESD) yield by preventing leakage current due to the potential (D). However, there is a problem in that the area where the recess is formed does not contribute to light emission, resulting in a decrease in luminous intensity. The size of the recess can be formed in various ways.

제2 도전형 반도체층(70)은 활성층(50) 상에 형성되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(70)에 제2도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(70)은 Inx5Aly2Ga1 -x5- y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제2도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제2도펀트가 도핑된 제2 도전형 반도체층(70)은 p형 반도체층일 수 있다.The second conductive semiconductor layer 70 is formed on the active layer 50 and may be implemented with a compound semiconductor such as group III-V or group II-VI. Dopants may be doped. The second conductive semiconductor layer 70 is a semiconductor material with a composition formula of In x5 Al y2 Ga 1 -x5- y2 N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1) or AlInN. , AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, and AlGaInP. When the second dopant is a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, etc., the second conductive semiconductor layer 70 doped with the second dopant may be a p-type semiconductor layer.

활성층(50)과 제2 도전형 반도체층(70) 사이에는 전자 차단층(EBL, 60)이 배치될 수 있다. 전자 차단층(60)은 제1 도전형 반도체층(30)에서 공급된 전자가 제2 도전형 반도체층(70)으로 빠져나가는 흐름을 차단하여, 활성층(50) 내에서 전자와 정공이 재결합할 확률을 증대시킬 수 있다. 전자 차단층(60)의 에너지 밴드갭은 활성층(50) 및/또는 제2 도전형 반도체층(70)의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다.An electron blocking layer (EBL) 60 may be disposed between the active layer 50 and the second conductive semiconductor layer 70. The electron blocking layer 60 blocks the flow of electrons supplied from the first conductive semiconductor layer 30 to the second conductive semiconductor layer 70, allowing electrons and holes to recombine within the active layer 50. The probability can be increased. The energy band gap of the electron blocking layer 60 may be larger than that of the active layer 50 and/or the second conductivity type semiconductor layer 70.

전자 차단층(60)은 Inx1Aly1Ga1 -x1- y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.The electron blocking layer 60 is a semiconductor material having the composition formula In x1 Al y1 Ga 1 -x1- y1 N (0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1), for example, AlGaN. , InGaN, InAlGaN, etc., but is not limited thereto.

전자 차단층(60)은 리세스를 갖는 활성층(50) 상에 형성되므로 리세스의 형상에 대응하는 리세스를 가질 수 있다.Since the electron blocking layer 60 is formed on the active layer 50 having a recess, it may have a recess corresponding to the shape of the recess.

도 3은 연색 지수와 광 출력의 관계를 보여주는 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the relationship between color rendering index and light output.

도 3을 참조하면, 연색 지수(CRI: Color Rendering Index)와 광 출력은 반비례 관계를 가짐을 알 수 있다. 연색 지수(CRI)이란 광원의 빛이 물체의 고유한 색을 얼마나 제대로 된 천연색으로 보이게 하는가를 평가하는 지수이다. Referring to FIG. 3, it can be seen that the color rendering index (CRI) and light output have an inverse relationship. Color Rendering Index (CRI) is an index that evaluates how well the light from a light source makes the unique color of an object appear as its true natural color.

반도체 소자의 파장이 증가할수록, 연색 지수는 증가하는데 반해 광 출력은 감소될 수 있다. 특히, 450nm 이하의 피크 파장에서는 연색 지수 증가와 함께 광 출력도 증가하지만, 450nm의 피크 파장부터는 연색 지수는 증가하지만 광 출력은 감소할 수 있다.As the wavelength of the semiconductor device increases, the color rendering index may increase while the light output may decrease. In particular, at a peak wavelength of 450 nm or less, light output increases along with an increase in the color rendering index, but from a peak wavelength of 450 nm, the color rendering index increases but the light output may decrease.

따라서, 450nm 이상, 또는 450nm 내지 460nm의 피크 파장에서 연색 지수의 증가와 함께 광출력이 증가할 수 있는 반도체 소자의 개발이 필요하다.Therefore, there is a need to develop a semiconductor device that can increase light output along with an increase in color rendering index at a peak wavelength of 450 nm or more, or from 450 nm to 460 nm.

광출력은 반도체 소자의 주 파장과 연관이 있다. 이는 현재 상용화 단계에 있는 형광체 기술의 효율이 450nm 이하에서는 저하되기 때문이다.Optical output is related to the dominant wavelength of the semiconductor device. This is because the efficiency of phosphor technology currently in the commercialization stage decreases below 450 nm.

반도체 소자에서 450nm 이상의 피크 파장을 갖기 위해서는 활성층(50)의 에너지 밴드 갭의 조절이 필요하다. 예를 들어 활성층(50)이 InGaN 우물층/GaN 배리어층인 경우 우물층의 In 조성을 조절함으로써 에너지 밴드 갭을 조절할 수 있다. 그런데, In의 조성을 높이면, 활성층(50)의 막 품질이 저하되어 광 출력을 저하되는 문제가 있다.In order to have a peak wavelength of 450 nm or more in a semiconductor device, the energy band gap of the active layer 50 must be adjusted. For example, if the active layer 50 is an InGaN well layer/GaN barrier layer, the energy band gap can be adjusted by adjusting the In composition of the well layer. However, if the composition of In is increased, there is a problem that the film quality of the active layer 50 deteriorates and the light output decreases.

활성층(50)의 막 품질을 높이기 위해 장벽층의 두께를 증가시킬 수 있다. 장벽층이 복수인 경우, 복수 개의 장벽층의 두께를 모두 증가시킴으로써 막 품질을 향상시킬 수 있다. 그러나, 장벽층이 두꺼워지는 경우 동작 전압이 상승하는 문제가 있다.To improve the film quality of the active layer 50, the thickness of the barrier layer may be increased. When there are multiple barrier layers, film quality can be improved by increasing the thickness of all of the multiple barrier layers. However, there is a problem that the operating voltage increases when the barrier layer becomes thick.

활성층(50)의 막 품질을 높이기 위한 또 다른 방안으로는 장벽층을 고온에서 성장시키는 방법을 고려할 수 있다. 장벽층이 고온에서 성장되면 결정성이 향상되어 활성층(50)의 막 품질이 향상될 수 있다. 그러나, 장벽층을 고온으로 성장시키는 경우 활성층(50)에 형성된 V 형상의 리세스의 크기가 감소하거나 소멸하는 문제가 있다. As another method to improve the film quality of the active layer 50, a method of growing the barrier layer at high temperature can be considered. When the barrier layer is grown at a high temperature, crystallinity can be improved and the film quality of the active layer 50 can be improved. However, when the barrier layer is grown at a high temperature, there is a problem in that the size of the V-shaped recess formed in the active layer 50 is reduced or disappears.

리세스의 크기가 감소하거나 소멸한 경우, 복수 개의 리세스의 사이즈가 불균일해져 유리한 효과가 저하되고 수율이 감소하는 문제가 있다. 또한, 정공이 리세스의 측면으로 주입되기 어려워 광 출력이 감소할 수 있다. 따라서, 장벽층을 고온으로 성장시켜 막의 품질을 높이면서도 리세스를 유지하는 기술이 필요하다.If the size of the recess decreases or disappears, the size of the plurality of recesses becomes uneven, which reduces the advantageous effect and reduces the yield. Additionally, it is difficult for holes to be injected into the side of the recess, which may reduce light output. Therefore, a technology is needed to grow the barrier layer at high temperature to increase the quality of the film while maintaining the recess.

도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구조물의 일부 단면도이고, 도 4b는 도 4a의 A부분과 B 부분의 확대도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구조물의 단면을 보여주는 사진이다.FIG. 4A is a partial cross-sectional view of a light-emitting structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 4B is an enlarged view of portions A and B of FIG. 4A, and FIG. 5 is a cross-section of a light-emitting structure according to an embodiment of the present invention. This is a picture showing.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 활성층(50)은 트리거층(40)상에 배치될 수 있다. 트리거층(40)의 인듐(In) 조성은 제1 도전형 반도체층(30)의 인듐 조성보다 높을 수 있다. 일반적으로, 인듐(In)은 격자의 크기가 크다. 따라서, 인듐이 많이 함유된 갈륨 질화물(GaN)층일수록 격자 부정합에 의한 리세스가 용이하게 형성될 수 있다. 트리거층(40)은 전위를 리세스(41)로 변환시켜 복수 개의 리세스를 균일한 크기로 성장시킬 수 있다.Referring to FIGS. 4A and 4B , the active layer 50 may be disposed on the trigger layer 40 . The indium (In) composition of the trigger layer 40 may be higher than the indium composition of the first conductive semiconductor layer 30. Generally, indium (In) has a large lattice size. Therefore, the more indium the gallium nitride (GaN) layer contains, the more easily a recess due to lattice mismatch can be formed. The trigger layer 40 can convert a potential into a recess 41 to grow a plurality of recesses to a uniform size.

활성층(50)은 제1활성층(51), 및 제2활성층(52)을 포함할 수 있다. 제1활성층(51)은 제1 도전형 반도체층(30)에 인접 배치된 층일 수 있고 제2활성층(52)은 제1활성층(51)과 제2 도전형 반도체층(70) 사이에 배치된 층일 수 있다.The active layer 50 may include a first active layer 51 and a second active layer 52. The first active layer 51 may be a layer disposed adjacent to the first conductive semiconductor layer 30, and the second active layer 52 may be disposed between the first active layer 51 and the second conductive semiconductor layer 70. It could be a layer.

제1활성층(51)과 제2활성층(52)은 복수 개의 리세스(R1)를 갖는 제1영역(P1), 및 복수 개의 리세스(R1) 사이의 제2영역(P2)을 포함할 수 있다. The first active layer 51 and the second active layer 52 may include a first region (P1) having a plurality of recesses (R1) and a second region (P2) between the plurality of recesses (R1). there is.

제1활성층(51)은 교대로 배치된 복수 개의 제1우물층(51a)과 복수 개의 제1장벽층(51b)을 포함할 수 있다. 제2활성층(52)은 교대로 배치된 복수 개의 제2우물층(52a)과 복수 개의 제2장벽층(52b)을 포함할 수 있다.The first active layer 51 may include a plurality of first well layers 51a and a plurality of first barrier layers 51b arranged alternately. The second active layer 52 may include a plurality of second well layers 52a and a plurality of second barrier layers 52b arranged alternately.

제1활성층(51)은 트리거층(40)에 형성된 리세스(41) 위에 형성되므로 제1영역(P1)에는 리세스(R1)가 형성되고 제2영역(P2)은 상대적으로 평탄한 영역이 형성될 수 있다. 이와 동일하게 제2활성층(52)은 제1활성층(51)의 리세스(R1) 위에 형성되므로 제1영역(P1)에는 리세스(R1)가 형성되고 제2영역(P2)은 상대적으로 평탄한 영역이 형성될 수 있다. Since the first active layer 51 is formed on the recess 41 formed in the trigger layer 40, a recess R1 is formed in the first region P1 and a relatively flat region is formed in the second region P2. It can be. Likewise, the second active layer 52 is formed on the recess R1 of the first active layer 51, so a recess R1 is formed in the first area P1 and the second area P2 is relatively flat. A region can be formed.

제1활성층(51)은 제1영역(P1)의 두께가 제2영역(P2)의 두께보다 작을 수 있다. 제1활성층(51)에서 제1영역(P1)의 두께와 제2영역(P2)의 두께의 비는 1:2 내지 1:10일 수 있다. 제1활성층(51)의 제1장벽층(51b)이 저온 성장되는 경우 제1영역(P1)의 두께는 제2영역(P2)의 두께보다 작아져 리세스(R1)의 형태가 유지될 수 있다. 여기서 제1영역(P1)의 두께는 발광 구조물의 두께 방향의 거리일 수 있다. The thickness of the first area P1 of the first active layer 51 may be smaller than the thickness of the second area P2. The ratio of the thickness of the first region P1 to the thickness of the second region P2 in the first active layer 51 may be 1:2 to 1:10. When the first barrier layer 51b of the first active layer 51 is grown at a low temperature, the thickness of the first region P1 becomes smaller than the thickness of the second region P2, so that the shape of the recess R1 can be maintained. there is. Here, the thickness of the first region P1 may be the distance in the thickness direction of the light emitting structure.

제1활성층(51)은 거의 발광에 참여하지 않을 수 있다. 즉, 제2 도전형 반도체층(70)에서 주입된 정공은 상대적으로 무거워서 제1활성층(51)까지 주입되지 않을 수 있다. 따라서, 제1활성층(51)은 발광에 참여하지 않거나 상대적으로 약한 광을 생성할 수 있다. 실시 예에서 제1활성층(51)은 리세스(R1)의 형태를 유지하는 역할을 수행할 수 있다.The first active layer 51 may hardly participate in light emission. That is, the holes injected from the second conductive semiconductor layer 70 may not be injected to the first active layer 51 because they are relatively heavy. Accordingly, the first active layer 51 may not participate in light emission or may generate relatively weak light. In an embodiment, the first active layer 51 may serve to maintain the shape of the recess R1.

제1장벽층(51b)은 제1영역(P1)에서의 두께가 제2영역(P2)의 두께보다 얇을 수 있다. 제1우물층(51a)의 두께는 제1장벽층(51b)과 동일하게 제1영역(P1)에서의 두께가 제2영역(P2)의 두께보다 얇을 수 있다. 또는, 제1우물층(51a)의 두께는 제1영역(P1)과 제2영역(P2)에서 큰 차이가 없을 수도 있다. 실시 예는 제1장벽층(51b)을 저온 성장시켜 제1영역(P1)에서 두께를 얇게 제어함으로써 리세스의 형태를 유지할 수 있다.The thickness of the first barrier layer 51b in the first area P1 may be thinner than the thickness in the second area P2. The thickness of the first well layer 51a is the same as that of the first barrier layer 51b, and the thickness in the first area P1 may be thinner than the thickness in the second area P2. Alternatively, the thickness of the first well layer 51a may not be significantly different between the first area P1 and the second area P2. In the embodiment, the shape of the recess can be maintained by growing the first barrier layer 51b at a low temperature and controlling the thickness in the first region P1 to be thin.

제1장벽층(51b)은 제1영역(P1)의 두께와 상기 제2영역(P2)의 두께의 비가 1:2 내지 1:10일 수 있다. 두께 비가 1:2보다 작은 경우 제1영역(P1)에서의 두께가 증가하여 리세스(R1)의 크기가 점차 작아질 수 있다. 제1활성층(51)에서 리세스(R1)의 크기가 작아지기 시작하면 제2활성층(52)이 성장하는 과장에서 리세스(R1)는 소멸할 수도 있다. 두께 비가 1:10보다 큰 경우 제1영역(P1)내에서의 두께가 너무 얇아져 일부 구간에서는 제1장벽층(51b)이 끊어질 수 있다.The first barrier layer 51b may have a ratio of the thickness of the first region P1 to the thickness of the second region P2 of 1:2 to 1:10. If the thickness ratio is less than 1:2, the thickness in the first region P1 may increase and the size of the recess R1 may gradually become smaller. If the size of the recess R1 in the first active layer 51 begins to decrease, the recess R1 may disappear as the second active layer 52 grows. If the thickness ratio is greater than 1:10, the thickness in the first region P1 becomes too thin and the first barrier layer 51b may be broken in some sections.

제1우물층(51a)의 두께와 제1장벽층(51b)의 두께의 비는 1:1 내지 1:2.5일 수 있다. 예시적으로 제1우물층(51a)의 두께는 2nm 내지 5nm이고, 제1장벽층(51b)의 두께는 2nm 내지 12.5nm일 수 있다.The ratio of the thickness of the first well layer 51a and the thickness of the first barrier layer 51b may be 1:1 to 1:2.5. For example, the thickness of the first well layer 51a may be 2 nm to 5 nm, and the thickness of the first barrier layer 51b may be 2 nm to 12.5 nm.

제2활성층(52)은 제1활성층(51)과 제2 도전형 반도체층(70) 사이에 배치되므로 대부분 발광에 참여할 수 있다. 실시 예에 따르면, 활성층(50)은 450nm 내지 460nm의 장파장대의 광을 생성하기 위해 In을 포함하므로 상대적으로 막의 품질이 떨어질 수 있다. 따라서, 제2장벽층(52b)을 고온에서 성장시켜 막의 품질을 보완할 수 있다.Since the second active layer 52 is disposed between the first active layer 51 and the second conductive semiconductor layer 70, it can participate in most light emission. According to an embodiment, the active layer 50 contains In to generate light in a long wavelength range of 450 nm to 460 nm, so the quality of the film may be relatively poor. Therefore, the quality of the film can be improved by growing the second barrier layer 52b at a high temperature.

제2장벽층(52b)의 제1영역은 제2 도전형 반도체층(70)으로 갈수록 점차 좁아질 수 있다(P1에서 P3로 감소). 제2장벽층(52b)이 고온에서 성장되면 웨이퍼가 휘어지기 때문에 상대적으로 제1영역(P1)이 두꺼워질 수 있다. 따라서, 제2활성층(52)에서 제1영역(P1)의 두께는 제2영역(P2)의 두께보다 보다 두꺼운 영역을 가질 수 있다.The first region of the second barrier layer 52b may gradually become narrower toward the second conductive semiconductor layer 70 (reduce from P1 to P3). When the second barrier layer 52b is grown at a high temperature, the wafer is bent, so the first region P1 may become relatively thick. Accordingly, the thickness of the first region P1 in the second active layer 52 may be thicker than the thickness of the second region P2.

구체적으로 제2장벽층(52b)은 제1영역(P1)에서의 두께가 제2영역(P2)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 제2우물층(52a)의 두께는 제2장벽층(52b)과 유사하게 제1영역(P1)에서의 두께가 제2영역(P2)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 또는 제2우물층(52a)의 두께는 제1영역(P1)과 제2영역(P2)에서 큰 차이가 없을 수도 있다.Specifically, the thickness of the second barrier layer 52b in the first area P1 may be thicker than the thickness of the second area P2. Similar to the thickness of the second barrier layer 52b, the second well layer 52a may be thicker in the first area P1 than in the second area P2. Alternatively, the thickness of the second well layer 52a may not be significantly different between the first region P1 and the second region P2.

제1영역(P1)에서 제2장벽층(52b)의 두께는 제1장벽층(51b)의 두께보다 두꺼운 영역을 가질 수 있다. 제2장벽층(52b)은 제1장벽층(51b)에 비해 고온에서 성장되기 때문이다. 그러나, 제1영역(P1)에서 제2활성층(52a)의 두께는 제1활성층(51a)의 두께와 큰 차이가 없을 수 있다. 제1활성층(51a)과 제2활성층(52a)은 실질적으로 유사한 온도에서 성장하기 때문이다. 따라서, 제1영역(P1)에서 제2활성층(52)의 두께는 제1활성층(51)의 두께보다 두꺼울 수 있다.In the first area P1, the thickness of the second barrier layer 52b may be thicker than the thickness of the first barrier layer 51b. This is because the second barrier layer 52b is grown at a higher temperature than the first barrier layer 51b. However, the thickness of the second active layer 52a in the first region P1 may not be significantly different from the thickness of the first active layer 51a. This is because the first active layer 51a and the second active layer 52a are grown at substantially similar temperatures. Accordingly, the thickness of the second active layer 52 in the first region P1 may be thicker than the thickness of the first active layer 51.

제2장벽층(52b)은 리세스(R1)의 중심으로 갈수록(전위 전파 경로(D)에 가까워질수록) 두께가 증가하는 구간을 가질 수 있다. 즉, 제2장벽층(52b)은 리세스(R1)의 중심으로 갈수록 점차 두껍게 성장할 수 있다. 또한, 제2장벽층(52b)은 제1활성층(51)에서 멀어질수록 리세스(R1)의 크기가 작아질 수 있다. The second barrier layer 52b may have a section whose thickness increases toward the center of the recess R1 (closer to the potential propagation path D). That is, the second barrier layer 52b can gradually grow thicker toward the center of the recess R1. Additionally, the size of the recess R1 of the second barrier layer 52b may become smaller as the distance from the first active layer 51 increases.

제2장벽층(52b)에서 제1영역(P1)의 두께와 상기 제2영역(P2)의 두께의 비는 2:1 내지 10:1일 수 있다. 두께의 비가 2:1보다 작아지는 경우 제2장벽층(52b)의 두께가 감소하여 막 품질이 저하될 수 있으며 두께 비가 10:1보다 커지는 경우 리세스(R1)의 크기가 과도하게 축소될 수 있다.The ratio of the thickness of the first region P1 to the thickness of the second region P2 in the second barrier layer 52b may be 2:1 to 10:1. If the thickness ratio is smaller than 2:1, the thickness of the second barrier layer 52b may decrease and the film quality may deteriorate, and if the thickness ratio is larger than 10:1, the size of the recess (R1) may be excessively reduced. there is.

제2활성층(52)은 제1활성층(51)과 가장 가까운 장벽층(52b)의 두께가 나머지 장벽층의 두께보다 두꺼울 수 있다. 즉, 제1활성층(51)의 성장이 끝나고 제2활성층(52)의 성장이 시작되는 구간에서 장벽층의 두께가 가장 두꺼울 수 있다.In the second active layer 52, the barrier layer 52b closest to the first active layer 51 may be thicker than the thickness of the remaining barrier layers. That is, the thickness of the barrier layer may be thickest in the section where the growth of the first active layer 51 ends and the growth of the second active layer 52 begins.

제2우물층(52a)의 두께와 상기 제2장벽층(52b)의 두께의 비는 1:1 내지 1:3일 수 있다. 제2우물층(52a)의 두께는 2nm 내지 5nm일 수 있고, 제2장벽층(52b)의 두께는 2nm 내지 15nm일 수 있다.The ratio of the thickness of the second well layer 52a and the thickness of the second barrier layer 52b may be 1:1 to 1:3. The thickness of the second well layer 52a may be 2 nm to 5 nm, and the thickness of the second barrier layer 52b may be 2 nm to 15 nm.

실시 예에 따르면, 제1우물층(51a)과 제2우물층(52a)은 동일한 두께일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제2우물층(52a)은 제1우물층(51a)보다 두꺼울 수도 있다. 이 경우 발광에 참여하는 제2활성층(52a)의 두께가 증가하므로 발광효율이 증가할 수 있다.According to an embodiment, the first well layer 51a and the second well layer 52a may have the same thickness. However, it is not necessarily limited to this, and the second well layer 52a may be thicker than the first well layer 51a. In this case, the thickness of the second active layer 52a, which participates in light emission, increases, so the light emission efficiency may increase.

제1장벽층(51b)과 제2장벽층(52b)에는 n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1장벽층(51b)과 제2장벽층(52b)의 두께가 증가할수록 동작 전압이 감소할 수 있다. 따라서, 제1, 제2장벽층(51b, 52b)에 도펀트를 도핑하여 동작 전압을 감소시킬 수 있다. 도핑 농도는 1×1016/cm3 내지 1×1019/cm3일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.The first barrier layer 51b and the second barrier layer 52b may be doped with an n-type dopant. As the thickness of the first barrier layer 51b and the second barrier layer 52b increases, the operating voltage may decrease. Therefore, the operating voltage can be reduced by doping the first and second barrier layers 51b and 52b with a dopant. The doping concentration may be 1×10 16 /cm 3 to 1×10 19 /cm 3 but is not necessarily limited thereto.

실시 예에 따르면, 제1장벽층(51b)을 저온 성장시켜 리세스(R1)를 유지하고, 제2장벽층(52b)을 고온 성장시켜 제2활성층(52)의 막 품질을 향상시킬 수 있다. 따라서, 장파장대의 광을 생성할 수 있으며, 광 출력이 향상될 수 있다.According to an embodiment, the first barrier layer 51b is grown at a low temperature to maintain the recess R1, and the second barrier layer 52b is grown at a high temperature to improve the film quality of the second active layer 52. . Therefore, light in a long wavelength band can be generated, and light output can be improved.

도 5를 참조하면, 제1장벽층(51b)은 제2영역(P2)에서 제1영역(P1)으로 갈수록 두께가 점차 감소하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 제1활성층에서는 리세스의 형태가 그대로 유지되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the thickness of the first barrier layer 51b gradually decreases from the second region (P2) to the first region (P1). Additionally, it can be seen that the shape of the recess is maintained in the first active layer.

이에 반해, 제2장벽층(52b)은 제2영역(P2)에서 제1영역(P1)으로 갈수록 두께가 점차 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 제2활성층(51)에서는 상부로 갈수록 제2장벽층(52b)의 두께가 두꺼워지는 것을 확인할 수 있다(d3>d2>d1)On the other hand, it can be seen that the thickness of the second barrier layer 52b gradually increases from the second region (P2) to the first region (P1). In addition, it can be seen that the thickness of the second barrier layer 52b increases toward the top of the second active layer 51 (d3>d2>d1).

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 구조물의 일부 단면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광 구조물의 일부 단면도이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광 구조물의 일부 단면도이다.Figure 6 is a partial cross-sectional view of a light-emitting structure according to another embodiment of the present invention, Figure 7 is a partial cross-sectional view of a light-emitting structure according to another embodiment of the present invention, and Figure 8 is a light-emitting structure according to another embodiment of the present invention. This is a partial cross-section of the structure.

도 6을 참조하면, 활성층(50) 상에 배치되는 전자 차단층(60) 및 제2 도전형 반도체층(70)은 활성층(50)의 리세스(R1) 내부에 배치될 수 있다. 따라서, 제2 도전형 반도체층(70)에서 주입된 정공은 전자 차단층(60)을 관통하여 활성층(50)에 주입될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the electron blocking layer 60 and the second conductive semiconductor layer 70 disposed on the active layer 50 may be disposed inside the recess R1 of the active layer 50 . Accordingly, holes injected from the second conductive semiconductor layer 70 may penetrate the electron blocking layer 60 and be injected into the active layer 50.

제2활성층(52)의 성장시 리세스가 소멸되지 않도록 제1활성층(51)의 두께와 제2활성층(52)의 두께는 적절히 조절될 수 있다.The thickness of the first active layer 51 and the thickness of the second active layer 52 may be appropriately adjusted so that the recess does not disappear when the second active layer 52 is grown.

전자 차단층(60)은 정공 주입을 향상시키기 위해 P형 도펀트가 도핑될 수 있다. P형 도펀트가 도핑되면 저항이 낮아져 전류 주입이 증가될 수 있다. P형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.The electron blocking layer 60 may be doped with a P-type dopant to improve hole injection. When doped with a P-type dopant, the resistance can be lowered and current injection can be increased. The P-type dopant may be one or more selected from the group consisting of Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba.

제2영역(P2)에서는 P형 도펀트의 농도가 높아 상대적으로 정공 주입이 용이하나, 제1영역(P1)은 상대적으로 Al의 농도가 높고 P형 도펀트의 농도가 낮아 정공의 주입이 어려운 문제가 있다. 즉, 제2영역(P2)에 비해 제1영역(P1)은 저항이 높을 수 있다. 제1영역(P1)의 두께가 얇아질수록 P형 도펀트의 도핑은 어려워질 수 있다. 따라서, 전자 차단층(60)은 고온 성장시켜 리세스 내에서의 두께를 증가시킬 수 있다. 그 결과 도펀트의 도핑 농도가 상승할 수 있다. 예시적으로 전자 차단층(60)은 790℃ 내지 1230℃에서 성장시켜 제1영역(P1)과 제2영역(P2)의 두께비가 0.8:1 내지 1:1이 되도록 제어할 수 있다.In the second region (P2), the concentration of P-type dopant is high, so hole injection is relatively easy, but in the first region (P1), the concentration of Al is relatively high and the concentration of P-type dopant is low, making hole injection difficult. there is. That is, the resistance of the first area (P1) may be higher than that of the second area (P2). As the thickness of the first region P1 becomes thinner, doping with the P-type dopant may become more difficult. Accordingly, the electron blocking layer 60 can be grown at high temperature to increase its thickness within the recess. As a result, the doping concentration of the dopant may increase. For example, the electron blocking layer 60 may be grown at 790°C to 1230°C and controlled so that the thickness ratio of the first region (P1) and the second region (P2) is 0.8:1 to 1:1.

도 7을 참조하면, 제2활성층(52)의 제2장벽층(52b)의 두께만을 제어하여 막 품질을 향상시킬 수도 있다. 실시 예에 따르면 제2장벽층(52b)을 고온 성장시키지 않으므로 제2장벽층(52b)이 제1영역(P1)에서 과도하게 성장하여 리세스가 축소되는 문제점을 해소할 수 있다. Referring to FIG. 7, film quality may be improved by controlling only the thickness of the second barrier layer 52b of the second active layer 52. According to the embodiment, since the second barrier layer 52b is not grown at a high temperature, the problem of the second barrier layer 52b growing excessively in the first region P1 and the recess shrinking can be solved.

또한, 도 8과 같이 제1 내지 제3활성층(51, 52, 53)을 3 구간으로 설정하고 제1 내지 제3활성층(51, 52, 53)의 장벽층을 서로 다른 온도 조건에서 성장시킬 수도 있다. 예시적으로 제1구간(51)의 장벽층은 200℃ 내지 230℃에서 성장시키고, 제2구간(52)의 장벽층은 230℃ 내지 260℃에서 성장시키고, 제3구간(53)의 장벽층은 260℃ 내지 270℃에서 성장시킬 수 있다. Additionally, as shown in FIG. 8, the first to third active layers 51, 52, and 53 may be set in three sections and the barrier layers of the first to third active layers 51, 52, and 53 may be grown under different temperature conditions. there is. For example, the barrier layer of the first section 51 is grown at 200°C to 230°C, the barrier layer of the second section 52 is grown at 230°C to 260°C, and the barrier layer of the third section 53 is grown at 230°C to 260°C. Can be grown at 260°C to 270°C.

실시 예에 따르면, 단계적으로 성장 온도를 상승시킴으로써 장벽층이 리세스 내에서 급격하게 성장하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 활성층 내에서 리세스의 크기가 감소하는 것을 억제할 수 있다.According to an embodiment, rapid growth of the barrier layer within the recess can be suppressed by gradually increasing the growth temperature. Therefore, a decrease in the size of the recess within the active layer can be suppressed.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 9 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a light-emitting structure according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 발광 구조물 제조 방법은, 기판(10) 상에 제1 도전형 반도체층(30), 활성층(50), 전자 차단층(60), 및 제2 도전형 반도체층(70)을 순차로 형성할 수 있다. 특히, 활성층(50)은 제1활성층(51)을 성장하는 단계(S10)와 제2활성층(52)을 성장하는 단계(S20)로 구분할 수 있다.Referring to FIG. 9, the method of manufacturing the light emitting structure includes forming a first conductive semiconductor layer 30, an active layer 50, an electron blocking layer 60, and a second conductive semiconductor layer 70 on a substrate 10. can be formed sequentially. In particular, the active layer 50 can be divided into a step of growing the first active layer 51 (S10) and a step of growing the second active layer 52 (S20).

제1활성층(51)을 성장하는 단계는 700℃ 내지 800℃에서 제1우물층(51a)을 형성하고, 780℃ 내지 1030℃에서 제1장벽층(51b)을 성장시킬 수 있다. 제1장벽층(51b)의 성장 온도는 상대적으로 저온이므로 제1장벽층(51b)은 제1영역(P1)에서 얇은 두께로 성장할 수 있다. In the step of growing the first active layer 51, the first well layer 51a may be formed at 700°C to 800°C, and the first barrier layer 51b may be grown at 780°C to 1030°C. Since the growth temperature of the first barrier layer 51b is relatively low, the first barrier layer 51b can be grown to a thin thickness in the first region P1.

동작 전압을 낮추기 위해, 제1장벽층(51b)에는 실리콘을 도핑할 수 있다. 도핑 농도는 1×1016/cm3 내지 1×1019/cm3일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.To lower the operating voltage, the first barrier layer 51b may be doped with silicon. The doping concentration may be 1×10 16 /cm 3 to 1×10 19 /cm 3 but is not necessarily limited thereto.

제2활성층(52)을 성장하는 단계는 700℃ 내지 800℃에서 제2우물층(52a)을 형성하고, 790℃ 내지 1230℃에서 제2장벽층(52b)을 성장시킬 수 있다. 즉, 제2장벽층(52b)의 성장 온도는 제1장벽층(51b)의 성장 온도보다 높게 설정할 수 있다. In the step of growing the second active layer 52, the second well layer 52a may be formed at 700°C to 800°C, and the second barrier layer 52b may be grown at 790°C to 1230°C. That is, the growth temperature of the second barrier layer 52b can be set higher than the growth temperature of the first barrier layer 51b.

따라서, 제2장벽층(52b)은 결정성이 향상될 수 있다. 또한 제2장벽층(52b)은 제1영역(P1)에서 제1장벽층(51b)보다 두껍게 성장할 수 있다. 또는, 제2장벽층(52b)의 성장온도에서 웨이퍼가 휘어져 제1영역(P1)이 상대적으로 두꺼워질 수도 있다. 제2장벽층(52b) 성장시에는 제1장벽층(51b) 성장시보다 성장 가스를 더 공급할 수도 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.Accordingly, the crystallinity of the second barrier layer 52b may be improved. Additionally, the second barrier layer 52b may grow thicker than the first barrier layer 51b in the first region P1. Alternatively, the wafer may bend at the growth temperature of the second barrier layer 52b and the first region P1 may become relatively thick. When growing the second barrier layer 52b, more growth gas may be supplied than when growing the first barrier layer 51b, but it is not necessarily limited to this.

제2장벽층(52b)에는 실리콘을 도핑할 수 있다. 도핑 농도는 1×1016/cm3 내지 1×1019/cm3일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.The second barrier layer 52b may be doped with silicon. The doping concentration may be 1×10 16 /cm 3 to 1×10 19 /cm 3 but is not necessarily limited thereto.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자의 개념도이다.10 is a conceptual diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 실시 예에 따른 반도체 소자는 기판(10), 버퍼층(20), 발광 구조물(20), 제1 및 제2 전극(81, 82)을 포함할 수 있다. 기판(10), 버퍼층(20) 및 발광 구조물(20)은 이미 앞서 상세히 설명한 바 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.Referring to FIG. 10 , a semiconductor device according to an embodiment may include a substrate 10, a buffer layer 20, a light emitting structure 20, and first and second electrodes 81 and 82. Since the substrate 10, the buffer layer 20, and the light emitting structure 20 have already been described in detail previously, further description will be omitted.

제1 전극(81)은 제1 도전형 반도체층(30)의 노출 영역에 전기적으로 연결되고, 제2 전극(82)은 제2 도전형 반도체층 상에 배치될 수 있다. The first electrode 81 may be electrically connected to the exposed area of the first conductive semiconductor layer 30, and the second electrode 82 may be disposed on the second conductive semiconductor layer.

제1 및 제2 전극(34, 36)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), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되는 않는다.The first and second electrodes 34 and 36 are made of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), IGTO (indium gallium tin oxide), AZO (aluminum zinc oxide), ATO (antimony tin oxide), GZO (gallium zinc oxide), IZON (IZO Nitride), AGZO (Al-Ga ZnO), IGZO (In-Ga ZnO) , ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, or Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, It may be formed including at least one of Mg, Zn, Pt, Au, and Hf, but is not limited to these materials.

도 10에서는 수평형 반도체 소자에 대해 도시하였으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 실시 예에 따른 반도체 소자는 수직형 및 플립칩 구조를 포함할 수도 있다.In Figure 10, a horizontal semiconductor device is shown, but it is not necessarily limited thereto. Semiconductor devices according to embodiments may include vertical and flip chip structures.

도 11은 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지를 도시한 단면도이다.Figure 11 is a cross-sectional view showing a semiconductor device package according to an embodiment.

도 11를 참조하면, 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지는 몸체(1)와, 몸체(1)에 설치된 제1 리드 전극(3) 및 제2 리드 전극(3)과, 제1, 제2 리드 전극(3)으로부터 전원을 반도체 소자(100)와, 반도체 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(4)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, a semiconductor device package according to an embodiment includes a body 1, a first lead electrode 3 and a second lead electrode 3 installed on the body 1, and first and second lead electrodes. (3) The power source may include a semiconductor device 100 and a molding member 4 surrounding the semiconductor device 100.

몸체(1)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 반도체 소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The body 1 may be formed of a silicon material, a synthetic resin material, or a metal material, and an inclined surface may be formed around the semiconductor device 100.

제1 리드 전극(3) 및 제2 리드 전극(3)은 서로 전기적으로 분리되며, 반도체 소자(100)에 전원을 제공한다.The first lead electrode 3 and the second lead electrode 3 are electrically separated from each other and provide power to the semiconductor device 100.

또한, 제1 및 제2 리드 전극(103, 105)은 반도체 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 반도체 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.In addition, the first and second lead electrodes 103 and 105 can increase light efficiency by reflecting light generated from the semiconductor device 100 and serve to discharge heat generated from the semiconductor device 100 to the outside. You can also do this.

반도체 소자(100)는 제1 리드 전극(3), 제2 리드 전극(3) 및 몸체(1) 중 어느 하나 위에 설치될 수 있으며, 와이어 방식, 다이 본딩 방식 등에 의해 제1 및 제 2 리드 전극(3)에 전기적으로 연결될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예컨대, 반도체 소자(100)의 일측, 예컨대 반도체 소자(100)의 배면은 제1 리드 전극(3)의 상면에 전기적으로 접하고, 반도체 소자(100)의 타측은 와이어를 이용하여 제2 리드 전극(3)에 전기적으로 연결될 수 있다.The semiconductor device 100 may be installed on any one of the first lead electrode 3, the second lead electrode 3, and the body 1, and the first and second lead electrodes may be connected by a wire method, die bonding method, etc. It may be electrically connected to (3), but is not limited to this. For example, one side of the semiconductor device 100, for example, the back of the semiconductor device 100, is in electrical contact with the top surface of the first lead electrode 3, and the other side of the semiconductor device 100 is connected to a second lead electrode ( 3) can be electrically connected to

실시 예의 반도체 소자(100)는 위에서 설명된 수평형 반도체 소자, 플립형 반도체 소자 및 수직형 반도체 소자 중 어느 하나일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The semiconductor device 100 of the embodiment may be any one of the horizontal semiconductor device, flip semiconductor device, and vertical semiconductor device described above, but is not limited thereto.

몰딩부재(4)는 반도체 소자(100)를 포위하여 반도체 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 몰딩부재(4)에는 형광체가 포함되어 반도체 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The molding member 4 may surround the semiconductor device 100 and protect the semiconductor device 100. Additionally, the molding member 4 includes a phosphor and can change the wavelength of light emitted from the semiconductor device 100.

실시 예에 따른 반도체 소자 패키지는 COB(Chip On Board) 타입을 포함하며, 몸체(1)의 상면은 평평하고, 몸체(1)에는 복수의 반도체 소자(100)가 설치될 수도 있다.The semiconductor device package according to the embodiment includes a COB (Chip On Board) type, the top surface of the body 1 is flat, and a plurality of semiconductor devices 100 may be installed in the body 1.

반도체 소자는 조명 시스템의 광원으로 사용되거나, 영상표시장치의 광원이나 조명장치의 광원으로 사용될 수 있다. 즉, 반도체 소자는 케이스에 배치되어 광을 제공하는 다양한 전자 디바이스에 적용될 수 있다. 예시적으로, 반도체 소자와 RGB 형광체를 혼합하여 사용하는 경우 연색성(CRI)이 우수한 백색광을 구현할 수 있다.Semiconductor devices can be used as a light source for a lighting system, a light source for an image display device, or a light source for a lighting device. In other words, the semiconductor device can be applied to various electronic devices that are placed in a case and provide light. For example, when using a mixture of semiconductor devices and RGB phosphors, white light with excellent color rendering (CRI) can be implemented.

상술한 반도체 소자는 발광소자 패키지로 구성되어, 조명 시스템의 광원으로 사용될 수 있는데, 예를 들어 영상표시장치의 광원이나 조명 장치 등의 광원으로 사용될 수 있다.The above-described semiconductor device is composed of a light-emitting device package and can be used as a light source for a lighting system. For example, it can be used as a light source for an image display device or a lighting device.

영상표시장치의 백라이트 유닛으로 사용될 때 에지 타입의 백라이트 유닛으로 사용되거나 직하 타입의 백라이트 유닛으로 사용될 수 있고, 조명 장치의 광원으로 사용될 때 등기구나 벌브 타입으로 사용될 수도 있으며, 또한 이동 단말기의 광원으로 사용될 수도 있다.When used as a backlight unit for a video display device, it can be used as an edge-type backlight unit or a direct-type backlight unit. When used as a light source for a lighting device, it can be used as a luminaire or bulb type. It can also be used as a light source for a mobile terminal. It may be possible.

반도체 소자는 상술한 발광 다이오드 외에 레이저 다이오드가 있다.Semiconductor devices include laser diodes in addition to the light emitting diodes described above.

레이저 다이오드는, 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1도전형 반도체층과 활성층 및 제2도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 그리고, p-형의 제1 도전형 반도체와 n-형의 제2 도전형 반도체를 접합시킨 뒤 전류를 흘러주었을 때 빛이 방출되는 electro-l㎛inescence(전계발광) 현상을 이용하나, 방출되는 광의 방향성과 위상에서 차이점이 있다. 즉, 레이저 다이오드는 여기 방출(stimulated emission)이라는 현상과 보강간섭 현상 등을 이용하여 하나의 특정한 파장(단색광, monochromatic beam)을 가지는 빛이 동일한 위상을 가지고 동일한 방향으로 방출될 수 있으며, 이러한 특성으로 인하여 광통신이나 의료용 장비 및 반도체 공정 장비 등에 사용될 수 있다.The laser diode, like the light emitting device, may include a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer of the above-described structure. In addition, the electro-l㎛inescence phenomenon, in which light is emitted when a p-type first conductivity type semiconductor and an n-type second conductivity type semiconductor are bonded and a current is passed, is used. There are differences in the directionality and phase of light. In other words, a laser diode can emit light with one specific wavelength (monochromatic beam) with the same phase and in the same direction by using a phenomenon called stimulated emission and constructive interference. Therefore, it can be used in optical communications, medical equipment, and semiconductor processing equipment.

수광 소자로는 빛을 검출하여 그 강도를 전기 신호로 변환하는 일종의 트랜스듀서인 광 검출기(photodetector)를 예로 들 수 있다. 이러한 광 검출기로서, 광전지(실리콘, 셀렌), 광 출력전 소자(황화 카드뮴, 셀렌화 카드뮴), 포토 다이오드(예를 들어, visible blind spectral region이나 true blind spectral region에서 피크 파장을 갖는 PD), 포토 트랜지스터, 광전자 증배관, 광전관(진공, 가스 봉입), IR(Infra-Red) 검출기 등이 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.An example of a light receiving element is a photodetector, which is a type of transducer that detects light and converts the intensity into an electrical signal. Such photodetectors include photocells (silicon, selenium), light output devices (cadmium sulfide, cadmium selenide), photodiodes (e.g., PDs with a peak wavelength in the visible blind spectral region or true blind spectral region), and photovoltaic devices (PDs). Examples include transistors, photomultiplier tubes, photoelectron tubes (vacuum, gas-encapsulated), and IR (Infra-Red) detectors, but embodiments are not limited thereto.

또한, 광검출기와 같은 반도체 소자는 일반적으로 광변환 효율이 우수한 직접 천이 반도체(direct bandgap semiconductor)를 이용하여 제작될 수 있다. 또는, 광검출기는 구조가 다양하여 가장 일반적인 구조로는 p-n 접합을 이용하는 pin형 광검출기와, 쇼트키접합(Schottky junction)을 이용하는 쇼트키형 광검출기와, MSM(Metal Semiconductor Metal)형 광검출기 등이 있다. Additionally, semiconductor devices such as photodetectors can generally be manufactured using direct bandgap semiconductors, which have excellent light conversion efficiency. Alternatively, photodetectors have various structures, and the most common structures include a pin-type photodetector using a p-n junction, a Schottky-type photodetector using a Schottky junction, and a MSM (Metal Semiconductor Metal) type photodetector. there is.

포토 다이오드(Photodiode)는 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2도전형 반도체층을 포함할 수 있고, pn접합 또는 pin 구조로 이루어진다. 포토 다이오드는 역바이어스 혹은 제로바이어스를 가하여 동작하게 되며, 광이 포토 다이오드에 입사되면 전자와 정공이 생성되어 전류가 흐른다. 이때 전류의 크기는 포토 다이오드에 입사되는 광의 강도에 거의 비례할 수 있다.A photodiode, like a light emitting device, may include a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer of the structure described above, and may have a pn junction or pin structure. The photodiode operates by applying a reverse bias or zero bias, and when light is incident on the photodiode, electrons and holes are created and a current flows. At this time, the size of the current may be approximately proportional to the intensity of light incident on the photodiode.

광전지 또는 태양 전지(solar cell)는 포토 다이오드의 일종으로, 광을 전류로 변환할 수 있다. 태양 전지는, 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2도전형 반도체층을 포함할 수 있다. A photovoltaic cell, or solar cell, is a type of photodiode that can convert light into electric current. The solar cell, like the light emitting device, may include a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer having the above-described structure.

또한, p-n 접합을 이용한 일반적인 다이오드의 정류 특성을 통하여 전자 회로의 정류기로 이용될 수도 있으며, 초고주파 회로에 적용되어 발진 회로 등에 적용될 수 있다.In addition, it can be used as a rectifier in electronic circuits through the rectification characteristics of a general diode using a p-n junction, and can be applied to ultra-high frequency circuits and oscillator circuits.

또한, 상술한 반도체 소자는 반드시 반도체로만 구현되지 않으며 경우에 따라 금속 물질을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 수광 소자와 같은 반도체 소자는 Ag, Al, Au, In, Ga, N, Zn, Se, P, 또는 As 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있으며, p형이나 n형 도펀트에 의해 도핑된 반도체 물질이나 진성 반도체 물질을 이용하여 구현될 수도 있다.In addition, the above-described semiconductor device is not necessarily implemented only as a semiconductor and may further include a metal material in some cases. For example, a semiconductor device such as a light receiving device may be implemented using at least one of Ag, Al, Au, In, Ga, N, Zn, Se, P, or As, and may be implemented using a p-type or n-type dopant. It may also be implemented using doped semiconductor materials or intrinsic semiconductor materials.

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.Although the above description focuses on examples, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art will understand that the examples are as follows without departing from the essential characteristics of the present example. You will see that various variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the examples can be modified and implemented. And these variations and differences in application should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

10: 기판
30: 제1 도전형 반도체층
50: 활성층
51: 제1활성층
51a: 제1우물층
51b: 제1장벽층
52: 제2활성층
52a: 제2우물층
52b: 제2장벽층
60: 전자 차단층
70: 제2 도전형 반도체층
10: substrate
30: First conductive semiconductor layer
50: active layer
51: first active layer
51a: first well layer
51b: first barrier layer
52: second active layer
52a: second well layer
52b: second barrier layer
60: Electronic blocking layer
70: Second conductive semiconductor layer

Claims (15)

제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층상에 배치되는 활성층; 및
상기 활성층상에 배치되는 제2 도전형 반도체층을 포함하고,
상기 활성층은 제1활성층, 및 상기 제1활성층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 제2활성층을 포함하고,
상기 제1활성층과 제2활성층은 리세스를 갖는 제1영역, 및 상기 리세스 사이의 제2영역을 포함하고,
상기 제1영역에서 제2활성층의 두께는 상기 제1영역에서 상기 제1활성층의 두께보다 두껍고,
상기 제1영역에서 제2활성층은 상기 제2영역에서 제2활성층의 두께보다 두꺼운 반도체 소자.
A first conductive semiconductor layer;
an active layer disposed on the first conductive semiconductor layer; and
It includes a second conductive semiconductor layer disposed on the active layer,
The active layer includes a first active layer and a second active layer disposed between the first active layer and the second conductive semiconductor layer,
The first active layer and the second active layer include a first region having a recess and a second region between the recesses,
The thickness of the second active layer in the first area is thicker than the thickness of the first active layer in the first area,
A semiconductor device wherein the second active layer in the first region is thicker than the thickness of the second active layer in the second region.
제1항에 있어서,
상기 제1활성층은 복수 개의 제1우물층 및 복수 개의 제1장벽층을 포함하고,
상기 제2활성층은 복수 개의 제2우물층 및 복수 개의 제2장벽층을 포함하는 반도체 소자.
According to paragraph 1,
The first active layer includes a plurality of first well layers and a plurality of first barrier layers,
The second active layer is a semiconductor device including a plurality of second well layers and a plurality of second barrier layers.
제2항에 있어서,
상기 제1장벽층은 상기 제1영역의 두께와 상기 제2영역의 두께의 비가 1:2 내지 1:10인 반도체 소자.
According to paragraph 2,
The first barrier layer is a semiconductor device in which the ratio of the thickness of the first region to the thickness of the second region is 1:2 to 1:10.
제2항에 있어서,
상기 제2장벽층은 상기 제1영역의 두께와 상기 제2영역의 두께의 비가 2:1 내지 10:1인 반도체 소자.
According to paragraph 2,
The second barrier layer is a semiconductor device wherein the ratio of the thickness of the first region to the thickness of the second region is 2:1 to 10:1.
제4항에 있어서,
상기 제1영역에서 상기 제2장벽층은 상기 제1장벽층보다 두꺼운 반도체 소자.
According to paragraph 4,
A semiconductor device wherein the second barrier layer in the first region is thicker than the first barrier layer.
제4항에 있어서,
상기 제2우물층은 450nm 내지 460nm 파장대의 광을 출사하는 반도체 소자.
According to paragraph 4,
The second well layer is a semiconductor device that emits light in the 450nm to 460nm wavelength range.
제2항에 있어서,
상기 제1우물층의 두께와 상기 제1장벽층의 두께의 비는 1:1 내지 1:2.5인 반도체 소자.
According to paragraph 2,
A semiconductor device wherein the ratio of the thickness of the first well layer to the thickness of the first barrier layer is 1:1 to 1:2.5.
제2항에 있어서,
상기 제2우물층의 두께와 상기 제2장벽층의 두께의 비는 1:1 내지 1:3인 반도체 소자.
According to paragraph 2,
A semiconductor device wherein the ratio of the thickness of the second well layer to the thickness of the second barrier layer is 1:1 to 1:3.
제2항에 있어서,
상기 제1장벽층과 제2장벽층은 n형 도펀트가 도핑되는 반도체 소자.
According to paragraph 2,
A semiconductor device in which the first barrier layer and the second barrier layer are doped with an n-type dopant.
제2항에 있어서,
상기 제2장벽층은 상기 리세스의 중심으로 갈수록 두께가 증가하는 구간을 갖는 반도체 소자.
According to paragraph 2,
The second barrier layer has a section whose thickness increases toward the center of the recess.
제10항에 있어서,
상기 제1영역의 제2장벽층에 형성된 리세스의 크기는 상기 제1활성층에서 멀어질수록 작아지는 반도체 소자.
According to clause 10,
A semiconductor device in which the size of a recess formed in the second barrier layer of the first region becomes smaller as the distance from the first active layer increases.
제1항에 있어서,
상기 활성층과 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 전자 차단층을 포함하고,
상기 전자 차단층은 상기 제1영역에서의 두께와 상기 제2영역에서의 두께의 비가 0.8:1 내지 1:1인 반도체 소자.
According to paragraph 1,
It includes an electron blocking layer disposed between the active layer and the second conductive semiconductor layer,
A semiconductor device wherein the electron blocking layer has a ratio of a thickness in the first region to a thickness in the second region of 0.8:1 to 1:1.
제1항에 있어서,
상기 제1활성층과 가장 가까운 제2장벽층의 두께는 나머지 제2장벽층보다 두꺼운 반도체 소자.
According to paragraph 1,
A semiconductor device wherein the second barrier layer closest to the first active layer is thicker than the remaining second barrier layers.
몸체 및,
상기 몸체의 내부에 배치되는 반도체 소자를 포함하고,
상기 반도체 소자는,
제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층상에 배치되는 활성층; 및
상기 활성층상에 배치되는 제2 도전형 반도체층을 포함하고,
상기 활성층은 제1활성층, 및 상기 제1활성층상에 배치되는 제2활성층을 포함하고,
상기 제1활성층과 제2활성층은 복수 개의 리세스가 배치되는 제1영역, 및 상기 복수 개의 리세스 사이의 제2영역을 포함하고,
상기 제1영역에서 제2활성층의 두께는 상기 제1활성층의 두께보다 두꺼운 반도체 소자 패키지.
body and,
Includes a semiconductor element disposed inside the body,
The semiconductor device is,
A first conductive semiconductor layer;
an active layer disposed on the first conductive semiconductor layer; and
It includes a second conductive semiconductor layer disposed on the active layer,
The active layer includes a first active layer and a second active layer disposed on the first active layer,
The first active layer and the second active layer include a first region where a plurality of recesses are disposed, and a second region between the plurality of recesses,
A semiconductor device package in which the thickness of the second active layer in the first region is thicker than the thickness of the first active layer.
제1항에 따른 반도체 소자를 포함하는 표시 장치.A display device including the semiconductor device according to claim 1.
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