KR101043345B1 - Nitride semiconductor device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전하의 오버플로우를 최소화하여 내부양자효율을 증가시키고, 동작전압을 낮춰 고휘도 특성을 갖는 질화물 반도체 소자에 관한 것이다. 본 발명에 따른 질화물 반도체 소자는 기판 상에 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층이 순차적으로 적층되어 이루어진다. 활성층은 양자 우물층층과 양자 우물층보다 에너지 밴드갭이 큰 물질로 이루어진 배리어층이 교번적으로 적층되어 양자우물구조를 이루며, 배리어층 중 적어도 하나는 질화물 반도체 초격자(superlattice)로 이루어진다.The present invention relates to a nitride semiconductor device having high brightness characteristics by minimizing charge overflow to increase internal quantum efficiency and lowering operating voltage. In the nitride semiconductor device according to the present invention, an n-type cladding layer, an active layer, and a p-type cladding layer are sequentially stacked on a substrate. The active layer is formed by alternately stacking a quantum well layer and a barrier layer made of a material having a larger energy band gap than the quantum well layer to form a quantum well structure, and at least one of the barrier layers is formed of a nitride semiconductor superlattice.

MQW, 초격자, LED, 오버플로우, 내부양자효율 MQW, Superlattice, LED, Overflow, Internal Quantum Efficiency

Description

질화물 반도체 소자{Nitride semiconductor device}Nitride semiconductor device

본 발명은 질화물 반도체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 발광소자, 태양전지, 광센서 등의 수광 소자 또는 트랜지스터, 파워디바이스 등의 전자 소자에 사용되는 질화물 반도체 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to nitride semiconductor devices, and more particularly to nitride semiconductor devices used in light-receiving devices such as light emitting devices, solar cells, optical sensors, or electronic devices such as transistors and power devices.

질화갈륨 계열의 화합물 반도체는 비교적 높은 에너지 밴드갭을 갖는 물질(예; GaN의 경우, 약 3.4eV)로서 청색 또는 녹색 등의 단파장광을 생성하기 위한 발광소자에 적극적으로 채용되고 있다. 이러한 질화갈륨 계열의 화합물 반도체를 이용한 발광 다이오드는 대규모 천연색 평판 표시 장치, 백라이트 광원, 신호등, 실내 조명, 고밀도광원, 고해상도 출력 시스템과 광통신 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있다.Gallium nitride-based compound semiconductors have a relatively high energy band gap (for example, about 3.4 eV in GaN) and are actively employed in light emitting devices for generating short wavelength light such as blue or green. Light emitting diodes using gallium nitride-based compound semiconductors are being used in various applications such as large-scale color flat panel display devices, backlight light sources, traffic lights, indoor lighting, high density light sources, high resolution output systems, and optical communications.

도 1은 종래의 질화물 반도체 소자의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic structure of a conventional nitride semiconductor device.

도 1을 참조하면, 종래의 질화물 반도체 소자(100)는 사파이어 기판(110) 상에 GaN 버퍼층(120), n-GaN으로 이루어진 n형 클래드층(130), 활성층(140) 및 p-GaN으로 이루어진 p형 클래드층(150)이 순차적으로 적층되어 구조를 가진다. 활성층(140)은 GaN으로 이루어진 배리어층(141) 사이에 InGaN으로 이루어진 양자 우물 층(142)이 배치되는 단일양자우물(single quantum well, SQW) 구조로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the conventional nitride semiconductor device 100 includes a GaN buffer layer 120, an n-type cladding layer 130 formed of n-GaN, an active layer 140, and p-GaN on a sapphire substrate 110. The p-type cladding layer 150 is sequentially stacked to have a structure. The active layer 140 has a single quantum well (SQW) structure in which a quantum well layer 142 made of InGaN is disposed between the barrier layer 141 made of GaN.

양자우물 구조는 에너지의 양자현상을 이용하는 것으로, 전하는 에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다는 개념을 응용한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 에너지 밴드갭이 큰 배리어층(141) 사이에 에너지 밴드갭이 작은 양자 우물층(142)이 배치되면, 배리어층(141)과 양자 우물층(142) 사이의 에너지 밴드갭 차이(band off-set)에 의하여 전하들은 양자 우물층(142) 사이에 위치하게 된다. 이때 배리어층(141)과 양자 우물층(142) 사이의 에너지 밴드갭 차이가 작으면 양자 우물층(142)에 위치하는 전하의 일부는 에너지 장벽을 넘어 역류할 수 있는데 이런 현상을 오버플로우(overflow)라 한다. 오버플로우 현상이 발생하면 내부양자효율이 감소하여, LED의 성능이 저하되므로 내부양자효율을 증가시키는 것은 LED 성능 개선에 있어서 주요하게 된다. 내부양자효율을 증가시키기 위해서는 배리어층(141)과 양자 우물층(142) 사이의 에너지 밴드갭 차이를 크게 하는 것이 바람직하다.The quantum well structure uses quantum phenomena of energy, and the application of the concept that charge moves from high to low. As shown in FIG. 2, when the quantum well layer 142 having the small energy band gap is disposed between the barrier layer 141 having the large energy band gap, the energy between the barrier layer 141 and the quantum well layer 142 is increased. The band off-set causes the charges to be located between the quantum well layers 142. In this case, when the energy bandgap difference between the barrier layer 141 and the quantum well layer 142 is small, some of the charges located in the quantum well layer 142 may flow back beyond the energy barrier. Is called. When the overflow occurs, the internal quantum efficiency is reduced, and the performance of the LED is degraded, thus increasing the internal quantum efficiency is a major factor in improving the LED performance. In order to increase the internal quantum efficiency, it is preferable to increase the energy band gap difference between the barrier layer 141 and the quantum well layer 142.

이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 활성층(140)이 단일양자우물 구조로 이루어진 경우에 비해, 양자 우물층(142)에 전하들이 감금(confinement)되는 효율이 증가하는 다중양자우물(multi quantum well, MQW) 구조가 제안되고 있다. 활성층(140)이 다중양자우물 구조로 이루어진 일 예를 도 3에 나타내었다. 도 3에 도시된 바와 같이, 활성층(140)이 다중양자우물 구조로 이루어진 경우에는 단일양자우물 구조로 이루어진 경우에 비해 감금 효율이 증대되어 작은 전류에서도 발광이 가능하므로 소자 특성이 향상된다. 그러나 다중양자우물 구조로 이루어진 활성층(140)을 이용하더라도 조명용 LED로 사용되기에는 발광효율에 한계가 있어, 내부 양자효율을 더욱 증가시킬 수 있는 구조를 갖는 활성층에 대한 연구가 요구되고 있다.To this end, as shown in FIG. 1, compared to the case where the active layer 140 has a single quantum well structure, multi quantum wells in which charges are confined in the quantum well layer 142 increases. , MQW) structure is proposed. An example of the active layer 140 having a multi-quantum well structure is shown in FIG. 3. As shown in FIG. 3, when the active layer 140 is formed of a multi-quantum well structure, the confinement efficiency is increased compared to the case of the single quantum well structure, and thus light emission is possible even at a small current, thereby improving device characteristics. However, even when the active layer 140 having a multi-quantum well structure is used, there is a limit in luminous efficiency to be used as an LED for lighting, and therefore, a study on an active layer having a structure capable of further increasing internal quantum efficiency is required.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전하의 오버플로우를 최소화하여 내부양자효율을 증가시키고, 동작전압을 낮춰 고휘도 특성을 갖는 질화물 반도체 소자를 제공하는 데 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a nitride semiconductor device having a high brightness characteristic by increasing the internal quantum efficiency by minimizing the overflow of the charge, lowering the operating voltage.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 질화물 반도체 소자는 기판; 상기 기판 상에 형성된 n형 클래드층; 상기 n형 클래드층 상에 형성되며, 양자 우물층층과 상기 양자 우물층보다 에너지 밴드갭이 큰 물질로 이루어진 배리어층이 교번적으로 적층되어 양자우물구조를 이루는 활성층; 및 상기 활성층 상에 형성된 p형 클래드층;을 포함하며, 상기 배리어층 중 적어도 하나는 질화물 반도체 초격자(superlattice)로 이루어진다.In order to solve the above technical problem, the nitride semiconductor device according to the present invention comprises a substrate; An n-type cladding layer formed on the substrate; An active layer formed on the n-type cladding layer and alternately stacked with a quantum well layer and a barrier layer made of a material having a larger energy band gap than the quantum well layer to form a quantum well structure; And a p-type cladding layer formed on the active layer, wherein at least one of the barrier layers is formed of a nitride semiconductor superlattice.

본 발명에 따르면, 배리어층을 배리어층의 밴드갭보다 큰 초격자로 대체함으로써 양자 우물층과 배리어층 사이의 밴드 차이(band off-set)가 극대화된다. 따라서 전하의 오버플로우를 최소화하게 되고, 이에 따라 전하들의 감금(confinement) 효율이 증가되어 내부양자효율이 증가된다. 또한, 초격자를 서로 다른 전자 이동도를 갖는 질화물 반도체를 교번적으로 적층하여 형성함으로써, 두꺼워진 다중양자우물 구조에 기인한 높은 저항을 감소시켜 구동 전압을 낮출 수 있게 된다. 이를 통해 본 발명에 따른 질화물 반도체 소자는 고휘도의 LED를 구현할 수 있게 된다.According to the present invention, band off-set between the quantum well layer and the barrier layer is maximized by replacing the barrier layer with a superlattice larger than the bandgap of the barrier layer. Accordingly, the overflow of charges is minimized, and confinement efficiency of charges is increased, thereby increasing internal quantum efficiency. In addition, the superlattice is formed by alternately stacking nitride semiconductors having different electron mobility, thereby reducing the high resistance due to the thick multi-quantum well structure, thereby lowering the driving voltage. Through this, the nitride semiconductor device according to the present invention can implement a high brightness LED.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 질화물 반도체 소자의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the nitride semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.

도 4는 본 발명에 따른 질화물 반도체 소자에 대한 바람직한 일 실시예의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a schematic structure of a preferred embodiment of the nitride semiconductor device according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 질화물 반도체 소자(400)는 기판(410), 버퍼층(420), n형 클래드층(430), 활성층(440) 및 p형 클래드층(450)을 구비한다.Referring to FIG. 4, the nitride semiconductor device 400 according to the present invention includes a substrate 410, a buffer layer 420, an n-type cladding layer 430, an active layer 440, and a p-type cladding layer 450. .

기판(410)은 사파이어(Al2O3), 실리콘 카바이드(SiC), 리튬 알루미늄 산화물(LiAlO2), 마그네슘 산화물(MgO) 등으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 사파이어 기판이 이용된다.The substrate 410 may be made of sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), lithium aluminum oxide (LiAlO 2 ), magnesium oxide (MgO), and the like, and preferably a sapphire substrate is used.

버퍼층(420)은 사파이어 기판과 n형 클래드층(430) 사이의 격자 정합을 통한 결정성 향상을 위한 것이다. 버퍼층(420)은 기판(410) 상에 형성되며, 일반적으로 수십 내지 수백 Å 정도의 도핑되지 않은 GaN으로 이루어진다.The buffer layer 420 is for improving crystallinity through lattice matching between the sapphire substrate and the n-type cladding layer 430. The buffer layer 420 is formed on the substrate 410 and is generally made of undoped GaN in the order of tens to hundreds of microseconds.

n형 클래드층(430)은 버퍼층(420) 상에 형성되며, InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루질 수 있다. 일반적으로 n형 클래드층(430)은 수 μm 정도의 n형 도펀트가 도핑된 GaN 또는 GaN/AlGaN으로 이루 어진다. 이때 n형 도펀트는 주로 4족 원소가 사용되며, 실리콘(Si)이 사용될 수 있다.n-type cladding layer 430 has a composition formula is formed on the buffer layer (420), In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1) It may be made of a semiconductor material having a. In general, the n-type cladding layer 430 is made of GaN or GaN / AlGaN doped with n-type dopants of several μm. In this case, the n-type dopant is mainly a Group 4 element, silicon (Si) may be used.

활성층(440)은 n형 클래드층(430) 상에 형성되며, 양자 우물층(442)과 배리어층(441)이 교번적으로 적층되어 양자우물(quantum well) 구조를 이룬다. 활성층(440)은 두 개의 배리어층(441) 사이에 양자 우물층(442)이 배치되는 단일양자우물(single quantum well, SQW) 구조를 가질 수도 있으나, 양자 우물층(442)에 전하들이 모이는 감금(confinement) 효율을 증대시키기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 배리어층(441)과 복수의 양자 우물층(442)이 교번적으로 적층되어 있는 다중양자우물(multi quantum well, MQW) 구조를 가지는 것이 바람직하다.The active layer 440 is formed on the n-type cladding layer 430, and the quantum well layer 442 and the barrier layer 441 are alternately stacked to form a quantum well structure. The active layer 440 may have a single quantum well (SQW) structure in which a quantum well layer 442 is disposed between the two barrier layers 441, but confinement in which charges are collected in the quantum well layer 442 is provided. In order to increase the efficiency, as shown in FIG. 4, a multi quantum well (MQW) in which a plurality of barrier layers 441 and a plurality of quantum well layers 442 are alternately stacked is stacked. It is desirable to have a structure.

양자 우물층(442)은 상대적으로 에너지 밴드갭이 작은 물질로 이루어지며, 배리어층(441)은 상대적으로 에너지 밴드갭이 큰 물질로 이루어진다. 바람직하게는 양자 우물층(442)과 배리어층(441) 사이의 에너지 밴드갭 차이(band off-set)가 크게 되도록 양자 우물층(442)과 배리어층(441)이 형성된다. 이를 위해, 양자 우물층(442)은 InGaN으로 이루어질 수 있으며, 배리어층(441) 중 적어도 하나는 질화물 반도체 초격자(superlattice)로 이루어질 수 있다. 질화물 반도체 초격자는 밴드갭이 서로 다른 질화물 반도체층이 교번적으로 적층되어 형성될 수 있으며, 각각의 질화물 반도체층의 밴드갭은 GaN의 밴드갭보다 작지 않도록 형성된다. 배리어층(441)을 이루는 초격자 구조의 일 예를 도 5에 도시하였다. The quantum well layer 442 is made of a material having a relatively small energy band gap, and the barrier layer 441 is made of a material having a relatively large energy band gap. Preferably, the quantum well layer 442 and the barrier layer 441 are formed such that the energy band gap difference between the quantum well layer 442 and the barrier layer 441 is large. To this end, the quantum well layer 442 may be formed of InGaN, and at least one of the barrier layers 441 may be formed of a nitride semiconductor superlattice. The nitride semiconductor superlattice may be formed by alternately stacking nitride semiconductor layers having different band gaps, and the band gaps of the respective nitride semiconductor layers are not smaller than the band gap of GaN. An example of a superlattice structure forming the barrier layer 441 is illustrated in FIG. 5.

도 5에 도시된 바와 같이, 배리어층(441)을 이루는 초격자는 InxAlyGa1 -x- yN(0 ≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 조성식을 갖는 제1질화물층(443)과 InxAlyGa1 -x-yN(0<x≤1, 0<y≤1, 0≤x+y≤1) 조성식을 갖는 제2질화물층(444)이 교번적으로 적층되어 형성된다. 이때 제1질화물층(443)은 GaN으로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 배리어층(441)이 초격자로 구성된다면, 도 6에 도시된 바와 같이, 양자 우물층(442)과 배리어층(441) 사이의 에너지 밴드갭 차이가 극대화되어, 전하의 오버플로우가 방지된다. 따라서 전하들의 감금 효율이 증가하므로 내부양자효율이 증가되고, 이로 인해 고휘도의 LED가 구현된다.5, the second forming the barrier layer 441 lattice is In x Al y Ga 1 -x- y N (0 ≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1) The first nitride layer 443 having the composition formula and the second nitride layer 444 having the composition formula In x Al y Ga 1- xy N (0 <x ≦ 1, 0 <y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) ) Are alternately stacked. In this case, the first nitride layer 443 may be made of GaN. As such, if the barrier layer 441 is formed of a superlattice, as shown in FIG. 6, the energy band gap difference between the quantum well layer 442 and the barrier layer 441 is maximized, so that an overflow of charge is achieved. Is prevented. Therefore, the confinement efficiency of the charges is increased, thereby increasing the internal quantum efficiency, thereby realizing a high brightness LED.

그리고 배리어층(441)을 이루는 초격자는 서로 다른 전자 이동도를 가지는 질화물 반도체가 교번적으로 적층되어 있는 형태를 갖는 것이 바람직하다. 이를 위해 제1질화물층(443)은 n형 도펀트로 도핑시키고, 제2질화물층(444)은 도핑시키지 않는다. 즉, 배리어층(441)을 이루는 초격자는 n-GaN과 InAlGaN이 교번적으로 적층되어 형성된다. 이와 같이 초격자의 일부를 도핑하여, 제1질화물층(443)과 제2질화물층(444)이 서로 다른 전자 이동도를 가지게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이 배리어층(441)의 에너지 밴드 프로파일(profile)은 요철 형태가 된다. 배리어층(441)이 요철 형태의 에너지 밴드 프로파일을 가지게 되면, 전류의 수평 방향 확산 효과가 향상되어, 다중양자우물 구조에 기인한 높은 저항이 감소된다. 따라서 낮은 구동전압으로 LED를 구동할 수 있게 되어, 고휘도 발광을 구현할 수 있게 된다.The superlattice of the barrier layer 441 preferably has a form in which nitride semiconductors having different electron mobility are alternately stacked. To this end, the first nitride layer 443 is doped with an n-type dopant, and the second nitride layer 444 is not doped. That is, the superlattice of the barrier layer 441 is formed by alternately stacking n-GaN and InAlGaN. As described above, when the first nitride layer 443 and the second nitride layer 444 have different electron mobility, as shown in FIG. 6, the energy band of the barrier layer 441 is doped. The profile is in the form of unevenness. When the barrier layer 441 has an uneven energy band profile, the horizontal diffusion effect of the current is improved, so that the high resistance due to the multi-quantum well structure is reduced. Therefore, it is possible to drive the LED with a low driving voltage, it is possible to implement high brightness light emission.

또한, 제1질화물층(443)과 제2질화물층(444)을 이루는 InxAlyGa1 -x- yN의 물질 특성상, InxAlyGa1 -x- yN의 조성을 제어하는 것이 용이하므로, 제1질화물층(443)과 제2 질화물층(444)의 격자상수와 에너지 밴드갭을 독립적으로 손쉽게 제어할 수 있다. 이를 이용하여, 양자 우물층(442)과 배리어층(441) 사이의 에너지 밴드갭 차이를 크게 함과 동시에 양자 우물층(442)과 배리어층(441)의 격자 불일치(lattice mismatch)를 최소화할 수 있다. 따라서 InxAlyGa1 -x- yN의 조성 제어를 통해 양자 우물층(442)과 배리어층(441)의 격자 상수를 일치시킴으로써, 고품질의 활성층(440)을 형성할 수 있게 된다. 그리고 배리어층(441)은 초격자로 이루어지므로, 배리어층(441)의 두께가 두꺼워지더라도, 초격자의 특성상 초격자의 스트레인에 의해 격자결함을 감소시킬 수 있어, 고품질의 질화물 반도체 소자를 구현할 수 있게 된다.In addition, the control of the first nitride layer 443 and the second nitride layer 444, the composition of In x Al y Ga 1 -x- y N material characteristics, In x Al y Ga 1 -x- y N of the forming Since it is easy, the lattice constant and the energy band gap of the first nitride layer 443 and the second nitride layer 444 can be easily controlled independently. By using this, the difference in energy band gap between the quantum well layer 442 and the barrier layer 441 can be increased and the lattice mismatch between the quantum well layer 442 and the barrier layer 441 can be minimized. have. Therefore, by matching the lattice constants of the quantum well layer 442 and the barrier layer 441 through composition control of In x Al y Ga 1 -x- y N, the high quality active layer 440 can be formed. And since the barrier layer 441 is made of a superlattice, even if the thickness of the barrier layer 441 becomes thick, the lattice defects can be reduced by the strain of the superlattice due to the characteristics of the superlattice, thereby realizing a high quality nitride semiconductor device. It becomes possible.

p형 클래드층(450)은 활성층(440) 상에 형성되며, InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루질 수 있다. 일반적으로 p형 클래드층(450)은 수천 Å 정도의 p형 도펀트가 도핑된 GaN 또는 GaN/AlGaN으로 이루어진다. 이때 p형 도펀트는 주로 2족 원소가 사용되며, 마그네슘(Mg)이 사용될 수 있다.p-type cladding layer 450 is formed on the active layer and the composition formula (440), In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1) It may be made of a semiconductor material having a. In general, the p-type cladding layer 450 is made of GaN or GaN / AlGaN doped with a p-type dopant on the order of thousands of kilowatts. In this case, the p-type dopant is mainly a Group 2 element, magnesium (Mg) may be used.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and the present invention belongs to the present invention without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and such changes are within the scope of the claims.

도 1은 종래의 질화물 반도체 소자의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic structure of a conventional nitride semiconductor device.

도 2는 도 1의 질화물 반도체 소자에 구비된 활성층의 에너지 대역도를 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an energy band diagram of an active layer provided in the nitride semiconductor device of FIG. 1.

도 3은 종래의 질화물 반도체 소자에 있어서, 다중양자우물(multi quantum well, MQW) 구조를 갖는 활성층의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.3 illustrates a schematic structure of an active layer having a multi quantum well (MQW) structure in a conventional nitride semiconductor device.

도 4는 본 발명에 따른 질화물 반도체 소자에 대한 바람직한 일 실시예의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a schematic structure of a preferred embodiment of the nitride semiconductor device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 질화물 반도체 소자에 구비되는 배리어층의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a schematic structure of a barrier layer provided in the nitride semiconductor device according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 반도체 소자에 구비되는 활성층의 에너지 대역도를 개략적으로 나타낸 도면이다.6 is a view schematically showing an energy band diagram of an active layer included in a semiconductor device according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

410...기판 420...버퍼층410 ... substrate 420 ... buffer layer

430...n형 클래드층 440...활성층430 ... n-type cladding layer 440 ... active layer

441...양자 우물층 442...배리어층441 ... Quantum well layer 442 ... Barrier layer

450...p형 클래드층450 ... p cladding layer

Claims (7)

기판;Board; 상기 기판 상에 형성된 n형 클래드층;An n-type cladding layer formed on the substrate; 상기 n형 클래드층 상에 형성되며, 양자 우물층층과 상기 양자 우물층보다 에너지 밴드갭이 큰 물질로 이루어진 배리어층이 교번적으로 적층되어 양자우물구조를 이루는 활성층; 및An active layer formed on the n-type cladding layer and alternately stacked with a quantum well layer and a barrier layer made of a material having a larger energy band gap than the quantum well layer to form a quantum well structure; And 상기 활성층 상에 형성된 p형 클래드층;을 포함하며,It includes; p-type cladding layer formed on the active layer, 상기 배리어층은 전자 이동도가 서로 다른 질화물 반도체층이 교번적으로 적층되어 형성된 초격자(superlattice)로서, GaN으로 이루어진 제1질화물층과 InAlGaN으로 이루어진 제2질화물층이 교번적으로 적층되어 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 소자.The barrier layer is a superlattice formed by alternately stacking nitride semiconductor layers having different electron mobility, and is formed by alternately stacking a first nitride layer made of GaN and a second nitride layer made of InAlGaN. A nitride semiconductor element. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 활성층은 다중양자우물(multi quantum well, MQW) 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 소자.The active layer is a nitride semiconductor device, characterized in that consisting of a multi quantum well (MQW) structure. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 양자 우물층은 InGaN으로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 소자.The quantum well layer is formed of InGaN nitride semiconductor device. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초격자를 이루는 제1질화물층 및 제2질화물층 중 적어도 일부는 n형 도펀트로 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 소자.At least a portion of the first nitride layer and the second nitride layer forming the superlattice are doped with an n-type dopant. 삭제delete
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