KR100864609B1 - 화합물 반도체를 이용한 발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 활성층 및 클래드층에 인가되는 스트레인을 최적화함으로써 활성층 내의 압전계 및 자발분극을 최소화하여 발광 효율을 극대화시킬 수 있는 화합물 반도체를 이용한 발광소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 화합물 반도체를 이용한 발광소자는 버퍼층, 제 1 클래드층, 활성층 및 제 2 클래드층이 순차적으로 적층된 구조의 화합물 반도체를 이용한 발광소자에 있어서, 상기 버퍼층과 제 1 클래드층 사이에, 스트레인 유도층 및 스트레인 제어층이 적어도 한 번 이상 교차되어 적층되며, 상기 스트레인 유도층은 상기 활성층에 인가될 압축 스트레인이 상기 스트레인 제어층에 분산되도록 유도하는 역할을 하며, 상기 스트레인 제어층에 압축 스트레인이 작용됨으로 인해 상기 활성층에 인가되는 압축 스트레인은 감소되는 것을 특징으로 한다.
발광, 질화물, 스트레인

Description

화합물 반도체를 이용한 발광소자{Compound semiconductor light emitting device}
본 발명은 화합물 반도체를 이용한 발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 활성층 및 클래드층에 인가되는 스트레인을 최적화함으로써 활성층 내의 압전계 및 자발분극을 최소화하여 발광 효율을 극대화시킬 수 있는 화합물 반도체를 이용한 발광소자에 관한 것이다.
Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 또는 Ⅱ-Ⅵ 산화물 반도체를 이용한 발광소자는 청자색 및 청록색의 구현이 가능하여 평판표시장치, 광통신 등 다양한 분야에 응용되고 있다.
이러한 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 또는 Ⅱ-Ⅵ 산화물 반도체를 이용한 발광소자는 활성층, 클래드층을 포함한 다층 박막으로 구성되는데, 이 중 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체를 이용한 발광소자의 경우, 상기 활성층과 클래드층의 격자상수가 상이하여 상기 활성층에 응력이 작용하게 되고 그에 따라, 압전계(piezo-electric field) 및 자발분극이 유발되어 발광 특성이 저하되는 단점이 있다. 압전계 및 자발분극을 최소화하는 방법으로 무극성(non-polar) 또는 준극성(semi-polar) 기판을 사용하는 방법과, 클래드층을 4원막으로 구성하고 알루미늄(Al)의 조성비를 증가시켜 전송자의 구속효과를 높여 발광효율을 향상시키는 방법이 제시되고 있다. 전자의 방법은 이종결정성장 방향에 대한 성장 기술이 성숙하지 않아 소자 제작시 결함이 많이 발생되고 이에 따라, 이론적 예상치 보다 소자 특성이 뛰어나지 않는 문제점이 있다. 전자의 방법에 대해서는 Park et al., Phys Rev B 59, 4725 (1999), Waltereit et al., Nature 406, 865 (2000), Park & Ahn, Appl. Phys. Lett. 90, 013505 (2007) 등에 기재되어 있다.
한편, 후자의 방법은 압전계 및 자발분극을 근본적으로 제거할 수 없을 뿐만 아니라 클래드층의 알루미늄(Al) 조성비를 높이는 것이 현실적으로 어려운 문제점이 있다. 후자의 방법에 대해서는 Zhang et al., Appl. Phys. Lett. 77, 2668 (2000), Lai et al., IEEE Photonics Technol Lett. 13, 559 (2001) 등에 기재되어 있다.
Ⅱ-Ⅵ 산화물 반도체를 이용한 발광소자는 그 정도에 있어서 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체를 이용한 발광소자에 대비하여 상대적으로 작긴 하나, 압전계 및 자발분극 현상을 감소시킬 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 활성층 및 클래드층에 인가되는 스트레인을 최적화함으로써 활성층 내의 압전계 및 자발분극을 최소화하여 발광 효율을 극대화시킬 수 있는 화합물 반도체를 이용한 발광소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 화합물 반도체를 이용한 발광소자의 핵심 특징은, 버퍼층, 제 1 클래드층, 활성층 및 제 2 클래드층이 순차적으로 적층된 구조에 있어서 상기 버퍼층과 제 1 클래드층 사이에 스트레인 유도층 및 스트레인 제어층(strain control layer)을 구비시킴에 있다.
상기 스트레인 유도층은 상기 활성층에 인가될 압축 스트레인(compressive strain)을 상기 스트레인 제어층에 분산, 인가하는 역할을 한다. 상기 스트레인 제어층에 일정 부분의 압축 스트레인이 작용함에 따라, 상기 활성층에 인가되는 압축 스트레인은 감소되고 이와 함께, 감소된 압축 스트레인의 양만큼 제 1 및 제 2 클래드층에 인가되는 인장 스트레인(tensile strain)이 증가된다.
이에 따라, 상기 제 1 클래드층과 활성층 사이의 경계면 그리고 상기 제 2 클래드층과 활성층 사이의 경계면 각각에서의 압전계 및 자발분극이 서로 반대 부호를 갖게 되어 궁극적으로, 상기 활성층에 인가되는 압전계 및 자발분극이 최소화 된다.
상기 스트레인 유도층 및 스트레인 제어층은 적어도 한 번 이상 교차되어 적층되며, 스트레인 제어층이 복수개 구비되는 경우 상기 스트레인 유도층이 상기 스트레인 제어층 사이에 개재되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 화합물 반도체를 이용한 발광소자는 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 또는 Ⅱ-Ⅵ 산화물 반도체를 이용함을 특징으로 하며, Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체를 이용하는 경우 도 1에 도시한 바와 같이 상기 버퍼층, 제 1 클래드층, 활성층 및 제 2 클래드층 각각은 Inx(AlyGa1 -y)N(0≤x≤1, 0<y<1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되고, 상기 스트레인 유도층은 AlxGa(1-x)N(0≤x<1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되며, 상기 스트레인 제어층은 Inx(Ga1 -x)N(0<x<0.33)의 일반식에 포함되는 물질(즉, 동질막)로 구성되거나 InyGa1 - yN/GaN(0<y<0.33)의 초격자층이 복수개 적층된 구조로 구성된다. 또한, Ⅱ-Ⅵ 산화물 반도체를 이용하는 경우 도 2에 도시한 바와 같이 상기 활성층은 ZnO, 상기 버퍼층, 제 1 및 제 2 클래드층은 MgxZn1 -xO(0<x<0.33)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되고, 상기 스트레인 유도층은 MgxZn1-xO(0<x<1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되며, 상기 스트레인 제어층은 MgyZn1-yO/MgzZn1-zO(0<y<0.33, 0<z<0.33, z<x,y)의 초격자층이 복수개 적층된 구조로 구성된다.
한편, 상기 스트레인 제어층은 단일 또는 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 단일 또는 복수의 층을 구성하는 단위 스트레인 제어층의 두께는 10∼30nm가 바람직하며, 전체 스트레인 제어층의 두께는 10∼100nm가 바람직하다. 여기서, 복수의 층으로 구성되는 경우 2∼10개의 단위 스트레인 제어층으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 스트레인 제어층이 복수개의 초격자층이 적층된 구조를 갖는 경우, 각 초격자층의 두께는 1∼2nm가 바람직하다.
상기 스트레인 유도층은 전술한 바와 같이 상기 스트레인 제어층과 교차, 적층되며, 상기 스트레인 제어층이 복수의 층으로 구성되는 경우 상기 스트레인 유도층 역시 복수의 층으로 구성될 수 있다. 이 때, 스트레인 제어층이 복수의 층으로 구성되는 경우, 상기 스트레인 제어층이 상기 버퍼층과 제 1 클래드층에 접하도록 하여 상기 스트레인 유도층이 상기 스트레인 제어층 사이에 구비되도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 단일 또는 복수의 층을 구성하는 단위 스트레인 유도층의 두께는 10∼30nm가 바람직하다.
본 발명에 따른 화합물 반도체를 이용한 발광소자는 다음과 같은 효과가 있다.
버퍼층과 제 1 클래드층 사이에 스트레인 제어층이 구비됨에 따라, 활성층에 인가되는 압축 스트레인은 감소되고 제 1 및 제 2 클래드층에 인가되는 인장 스트레인은 증가되어 궁극적으로 활성층에서의 압전계 및 자발분극을 최소화할 수 있게 된다. 또한, 이를 통해 발광소자의 자발발광 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 스트레인 제어층은 발광소자를 구성하는 각 박막층의 유전율 차이에 의해 DBR (Distributed Bragg Reflector)의 역할을 수행할 수 있어, 활성층에서 생성된 빛을 전반사시켜 발광소자의 광효율 향상에도 기여할 수 있다.
본 발명은 스트레인 유도층 및 스트레인 제어층을 발광소자 내에 구비시킴으로써 발광소자의 제 1, 제 2 클래드층과 활성층에 인가되는 스트레인을 최적화시켜 궁극적으로 활성층에서의 압전계 및 자발분극을 최소화함에 특징이 있음을 알 수 있는데, 복수의 층이 적층된 구조에 있어서 각 층에 인가되는 스트레인과 해당 스트레인에 의해 해당 층에 발생되는 압전계 및 자발분극은 다음과 같은 수학적 방법에 의해 해석된다.
먼저, i개의 박막층으로 구성되는 구조에 있어서 각 층에 인가되는 스트레인(strain) 및 스트레스(stress)를 수학적으로 살펴보면 다음과 같다. 참고로, 각 층에 인가되는 스트레인 및 스트레스에 대한 수학적 해석방법은 나카지마(Nakajima)가 제시한 방법(Nakajima, J. Appl. Phys. 72, 5213 (1992))을 따른다.
i번째 층에 인가되는 스트레스를 Fi, i번째 층의 모멘트를 Mi, i번째 층의 두께를 di, i번째 층의 격자상수를 ai, i번째 층의 영율(Young's modulus)을 Ei, 상기 i개의 박막층으로 구성되는 구조의 곡률을 R이라고 정의하면 i번째 층에 인가되 는 스트레스는 아래의 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
Figure 112007048803925-pat00001
Figure 112007048803925-pat00002
한편, i번째 층과 (i+1)번째 층이 평형상태를 유지하기 위한 조건은 다음의 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
Figure 112007048803925-pat00003
(여기서, li는 열팽창을 고려한 i번째 층의 유효격자상수, T는 격자의 온도, ei는 i번째 층에 인가되는 스트레인)
상기 수학식 1 및 수학식 2를 조합하여 i번째 층에 인가되는 스트레스 및 스트레인을 구하면 다음의 수학식 3과 같다.
[수학식 3]
Figure 112007048803925-pat00004
(여기서, εxxi는 I번째 층에 인가되는 유효 스트레인)
한편, i개의 박막층으로 구성되는 구조의 곡률(R)은 다음의 수학식 4와 같이 주어진다.
[수학식 4]
Figure 112007048803925-pat00005
이상의 수학식에 있어서, 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이 복수의 박막층으로 구성되는 구조에 작용하는 스트레스의 합은 0이며, 수학식 2 내지 수학식 4를 이용하면 각 박막층에 스트레인이 적절히 분배됨을 알 수 있다. 이와 같은 원리를 본 발명에 적용하면, 특정 박막층(스트레인 제어층)에 압축 스트레인이 작용하도록 유도하는 경우, 여타의 박막층(활성층)에 작용하는 압축 스트레인은 상대적으로 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 수학식 1 내지 수학식 4를 통해 산출된 스트레인을 이용하여 각 층에 인가되는 압전계 및 자발분극을 계산할 수 있다. 스트레인을 이용한 압전계 및 자발분극의 해석은 버날디니(Bernardini)가 제시한 방법(Phys. Stat. Sol. (b) 216,392 (1999))을 따르며, 다음의 수학식 5와 같이 계산된다.
[수학식 5]
Figure 112007048803925-pat00006
(여기서, Ei는 i번째 층에 인가되는 압전계 및 자발분극에 의한 유효 전계)
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물 반도체를 이용한 발광소자를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
스트레인 제어층의 개수에 따른 스트레인 및 자발분극 특성
도 3a 내지 도 3c는 각각 스트레인 제어층(SCL)이 없는 발광소자, 스트레인 제어층이 1개인 발광소자, 스트레인 제어층이 2인 발광소자를 나타낸 것이고, 표 1은 도 3a 내지 도 3c에 도시된 발광소자의 스트레인 제어층의 개수에 따른 스트레인 및 자발분극 특성을 나타낸 것이며, 도 4는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 발광소자의 스트레인 제어층의 개수에 따른 자발발광 특성을 나타낸 것이다.
[표 1] 스트레인 제어층의 개수에 따른 스트레인 및 자발분극 특성
SCL 없음 SCL 1개 SCL 2개
활성층 스트레인(%) -2.19 -2.02 -1.924
클래드층 스트레인(%) 0.035 0.207 0.308
활성층 자발분극(MV/cm) 3.11 2.89 2.76
클래드층 자발분극(MV/cm) -0.05 -0.34 -0.52
발광 피크(A.U) 1.093 4.321 9.503
도 3a 내지 도 3c에 도시된 발광소자는 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체를 이용한 발광소자를 나타낸 것으로서, 구체적으로 제 1, 제 2 클래드층 및 버퍼층은 GaN, 활성층은 InxGa1 - xN(x=2), 스트레인 유도층은 GaN, 스트레인 제어층은 InyGa1 -yN/GaN(y=0.2)의 초격자층이 복수개 적층된 구조로 구성하였다. 또한, 제 1 및 제 2 클래드층은 각각 15nm, 활성층은 2.5nm, 버퍼층은 100nm, 단위 스트레인 제어층의 두께는 25nm, 스트레인 유도층은 15nm로 구성하였다.
이와 같이 구성된 발광소자의 스트레인 및 자발분극 특성을 살펴보면 아래의 표 1에 나타낸 바와 같이, 스트레인 제어층의 개수가 증가할수록 활성층에 인가되는 스트레인 즉, 압축 스트레인은 감소되고 제 1 및 제 2 클래드층에 인가되는 스트레인 즉, 인장 스트레인은 증가함을 알 수 있다. 또한, 스트레인 제어층의 개수가 증가할수록 활성층 내의 자발분극은 감소하고 제 1 및 제 2 클래드층의 자발분 극은 증가하여 제 1 클래드층과 활성층 사이의 경계면 그리고 제 2 클래드층과 활성층 사이의 경계면 각각에서의 자발분극이 감소됨을 알 수 있다. 반면, 스트레인 제어층의 개수가 증가되면 동작 전압이 높아지고 전자의 확산거리가 길어지는 단점이 있어 스트레인 제어층의 개수에 대한 한정이 요구된다.
한편, 도 4에 도시한 바와 같이 스트레인 제어층의 개수가 증가할수록 자발발광(spontaneous emission) 특성이 향상됨을 알 수 있다. 이는 스트레인 제어층에 의해 활성층 및 제 1, 제 2 클래드층에 인가되는 스트레인이 변화되고 그에 따라 압전계 및 자발분극의 유효전계가 감쇄되고 이를 통해 광특성 개선의 폭이 넓어짐을 반증한다.
스트레인 제어층의 두께에 따른 스트레인 및 자발분극 특성
도 5a 내지 도 5d는 각각 스트레인 제어층이 없는 발광소자, 단위 스트레인 제어층의 두께가 12.5nm인 발광소자, 단위 스트레인 제어층의 두께가 20nm인 발광소자, 단위 스트레인 제어층의 두께가 25nm인 발광소자를 나타낸 것이고, 표 2는 도 5a 내지 도 5d에 도시된 발광소자의 스트레인 제어층의 두께에 따른 스트레인 및 자발분극 특성을 나타낸 것이며, 도 6은 스트레인 제어층의 인듐(In) 함량에 따른 자발발광 특성을 나타낸 것이다. 상기 도 5a 내지 도 5d에 있어서 단위 스트레인 제어층의 개수는 2개이다.
[표 2] 스트레인 제어층의 두께에 따른 스트레인 및 자발분극 특성
SCL 없음 SCL = 12.5nm SCL = 20nm SCL = 25nm
활성층 스트레인(%) -2.19 -2.038 -1.96 -1.924
클래드층 스트레인(%) 0.035 0.192 0.265 0.308
활성층 자발분극(MV/cm) 3.11 2.91 2.82 2.76
클래드층 자발분극(MV/cm) -0.05 -0.315 -0.44 -0.52
발광 피크(A.U) 1.093 3.299 6.969 9.503
도 5a 내지 도 5d에 도시된 발광소자는 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체를 이용한 발광소자를 나타낸 것으로서, 구체적으로 제 1, 제 2 클래드층 및 버퍼층은 GaN, 활성층은 InGaN, 스트레인 유도층은 GaN, 스트레인 제어층은 InyGa1 - yN(y=0.1)으로 구성하였다. 또한, 상기 제 2 클래드층과 활성층 사이에는 10nm 두께의 전자차단층(electron blocking layer) 즉, AlxGa1 - xN/GaN(x=0.05)이 구비되고, 제 1 및 제 2 클래드층은 각각 15nm, 활성층은 2.5nm, 버퍼층은 100nm, 스트레인 유도층은 15nm로 구성된다. 여기서, 상기 전자차단층은 잉여 전자가 제 2 클래드층에 유입되는 것을 방지하여 p-형 전송자가 활성층으로 주입되는 효율을 높이는 역할을 한다.
이와 같이 구성된 발광소자의 스트레인 및 자발분극 특성을 살펴보면 아래의 표 2에 나타낸 바와 같이, 스트레인 제어층의 두께가 증가할수록 활성층에 인가되는 압축 스트레인은 감소되고 제 1 및 제 2 클래드층에 인가되는 인장 스트레인은 증가함을 알 수 있다. 또한, 스트레인 제어층의 두께가 증가할수록 활성층 내의 자발분극은 감소하고 제 1 및 제 2 클래드층의 자발분극은 증가하여 제 1 클래드층과 활성층 사이의 경계면 그리고 제 2 클래드층과 활성층 사이의 경계면 각각에서의 자발분극이 감소됨을 알 수 있다.
한편, 도 6에 도시한 바와 같이 25nm 두께의 단위 스트레인 제어층이 2개인 경우, 해당 스트레인 제어층의 인듐(In) 함량이 증가할수록 자발발광 특성이 향상 됨을 알 수 있다. 즉, 스트레인 제어층의 인듐 함량의 증가를 통해 활성층에 인가되는 압전계 및 자발분극의 유효전계를 감쇄시켜 광특성을 향상시킬 수 있게 된다. 참고로, 표 1 내지 표 3 그리고 도 4 및 도 6의 광특성 분석은 안(Ahn)이 제시한 모델(Ahn, IEEE J. Quantum Electron. 34, 344 (1998) & Ahn et al., IEEE J. Quantum Electron. 41, 1253 (2005))을 이용하였다.
스트레인 제어층의 박막 구성에 따른 압전계 및 자발분극 특성
도 7a 내지 도 7c는 각각 스트레인 제어층이 없는 발광소자, 스트레인 제어층을 초격자층으로 구성한 발광소자, 스트레인 제어층을 동질막으로 구성한 발광소자를 나타낸 것이고, 표 3은 도 7의 발광소자의 스트레인 제어층의 구조에 따른 스트레인 및 자발분극 특성을 나타낸 것이다. 상기 도 7b 및 도 7c에 있어서 단위 스트레인 제어층의 개수는 2개이다.
[표 3] 스트레인 제어층의 구조에 따른 스트레인 및 자발분극 특성
SCL 없음 초격자층 구조 동질막 구조
활성층 스트레인(%) -2.19 -1.976 -1.960
클래드층 스트레인(%) 0.035 0.255 0.265
활성층 자발분극(MV/cm) 3.11 2.85 2.82
클래드층 자발분극(MV/cm) -0.05 -0.398 -0.44
발광 피크(A.U) 1.093 6.362 6.969
도 7a 내지 도 7c에 도시된 발광소자는 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체를 이용한 발광소자를 나타낸 것으로서, 구체적으로 제 1, 제 2 클래드층 및 버퍼층은 GaN, 활성층은 InGaN, 스트레인 유도층은 GaN, 스트레인 제어층은 InyGa1 - yN(y=0.1)으로 구성하였다. 또한, 상기 제 2 클래드층과 활성층 사이에는 10nm 두께의 전자차단 층(electron blocking layer) 즉, AlxGa1 - xN/GaN(x=0.05)이 구비되고, 제 1 및 제 2 클래드층은 각각 15nm, 활성층은 2.5nm, 버퍼층은 100nm, 스트레인 유도층은 15nm로 구성된다.
이와 같이 구성된 발광소자의 스트레인 및 자발분극 특성을 살펴보면 아래의 표 3에 나타낸 바와 같이, 스트레인 제어층의 구조에 무관하게 유사한 특성을 나타냄을 알 수 있다. 즉, 스트레인 제어층이 초격자층으로 구성되는 경우와 스트레인 제어층이 동질막으로 구성되는 경우 모두 활성층에 인가되는 압축 스트레인은 감소되고 제 1 및 제 2 클래드층에 인가되는 인장 스트레인은 증가함을 알 수 있다. 또한, 스트레인 제어층의 두께가 증가할수록 활성층 내의 자발분극은 감소하고 제 1 및 제 2 클래드층의 자발분극은 증가하여 제 1 클래드층과 활성층 사이의 경계면 그리고 제 2 클래드층과 활성층 사이의 경계면 각각에서의 자발분극이 감소됨을 알 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체를 이용한 발광소자의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 Ⅱ-Ⅵ 산화물 반도체를 이용한 발광소자의 구성도.
도 3a 내지 도 3c는 각각 스트레인 제어층(SCL)이 없는 발광소자, 스트레인 제어층이 1개인 발광소자, 스트레인 제어층이 2인 발광소자를 나타낸 도면.
도 4는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 발광소자의 스트레인 제어층의 개수에 따른 자발발광 특성을 나타낸 도면.
도 5a 내지 도 5d는 각각 스트레인 제어층이 없는 발광소자, 단위 스트레인 제어층의 두께가 12.5nm인 발광소자, 단위 스트레인 제어층의 두께가 20nm인 발광소자, 단위 스트레인 제어층의 두께가 25nm인 발광소자를 나타낸 도면.
도 6은 스트레인 제어층의 인듐(In) 함량에 따른 자발발광 특성을 나타낸 도면.
도 7a 내지 도 7c는 각각 스트레인 제어층이 없는 발광소자, 스트레인 제어층을 초격자층으로 구성한 발광소자, 스트레인 제어층을 동질막으로 구성한 발광소자를 나타낸 도면.

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 버퍼층, 제 1 클래드층, 활성층 및 제 2 클래드층이 순차적으로 적층된 구조의 화합물 반도체를 이용한 발광소자에 있어서,
    상기 버퍼층과 제 1 클래드층 사이에, 스트레인 유도층 및 스트레인 제어층이 적어도 한 번 이상 교차되어 적층되며,
    상기 스트레인 유도층은 상기 활성층에 인가될 압축 스트레인이 상기 스트레인 제어층에 분산되도록 유도하는 역할을 하며, 상기 스트레인 제어층에 압축 스트레인이 작용됨으로 인해 상기 활성층에 인가되는 압축 스트레인은 감소되며,
    상기 화합물 반도체를 이용한 발광소자는 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체를 이용한 발광소자이며,
    상기 버퍼층, 제 1 클래드층, 활성층 및 제 2 클래드층 각각은 Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0<y<1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되고, 상기 스트레인 제어층은 Inx(Ga1-x)N(0<x<0.33)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되거나 InyGa1-yN/GaN(0<y<0.33)의 초격자층이 복수개 적층된 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이용한 발광소자.
  3. 버퍼층, 제 1 클래드층, 활성층 및 제 2 클래드층이 순차적으로 적층된 구조의 화합물 반도체를 이용한 발광소자에 있어서,
    상기 버퍼층과 제 1 클래드층 사이에, 스트레인 유도층 및 스트레인 제어층이 적어도 한 번 이상 교차되어 적층되며,
    상기 스트레인 유도층은 상기 활성층에 인가될 압축 스트레인이 상기 스트레인 제어층에 분산되도록 유도하는 역할을 하며, 상기 스트레인 제어층에 압축 스트레인이 작용됨으로 인해 상기 활성층에 인가되는 압축 스트레인은 감소되며,
    상기 화합물 반도체를 이용한 발광소자는 Ⅱ-Ⅵ 산화물 반도체를 이용한 발광소자이며,
    상기 활성층은 ZnO, 상기 버퍼층, 제 1 및 제 2 클래드층은 MgxZn1-xO(0<x<0.33)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되고, 상기 스트레인 제어층은 MgyZn1-yO/MgzZn1-zO(0<y<0.33, 0<z<0.33, z<x,y)의 초격자층이 복수개 적층된 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이용한 발광소자.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 스트레인 제어층은 단일 또는 복수의 단위 스트레인 제어층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이용한 발광소자.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스트레인 제어층은 1∼10개의 단위 스트레인 제어층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이용한 발광소자.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 단위 스트레인 제어층의 두께는 10∼30nm인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이용한 발광소자.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 스트레인 제어층의 두께는 10∼100nm인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이용한 발광소자.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 단위 스트레인 제어층은 동질막으로 구성되거나 초격자층이 복수개 적층된 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이 용한 발광소자.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 초격자층의 두께는 1∼2nm인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이용한 발광소자.
  10. 삭제
  11. 제 2 항에 있어서, 상기 스트레인 유도층은 AlxGa(1-x)N(0≤x<1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이용한 발광소자.
  12. 삭제
  13. 제 3 항에 있어서, 상기 스트레인 유도층은 MgxZn1 -xO(0<x<1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이용한 발광소자.
  14. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 활성층과 제 2 클래드층 사이에 전자차단층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이용한 발광소자.
  15. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 스트레인 제어층이 복수의 층으로 구성되는 경우, 최상단에 위치하는 스트레인 제어층은 상기 제 1 클래드층과 접하고 최하단에 위치하는 스트레인 제어층은 상기 버퍼층과 접하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체를 이용한 발광소자.
  16. 삭제
  17. 삭제
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