KR101231477B1 - Light emitting device - Google Patents

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Abstract

실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 제1 반도체층; 상기 제1 도전형 제1 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제2 도전형 제2 반도체층; 상기 제2 도전형 제2 반도체층 상에 돌출부를 포함하는 신뢰성 강화층; 및 상기 신뢰성 강화층신뢰성 강화층형 제3 반도체층;을 포함한다.Embodiments relate to a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.
The light emitting device according to the embodiment includes a first conductive type first semiconductor layer; An active layer on the first conductive type first semiconductor layer; A second conductivity type second semiconductor layer on the active layer; A reliability enhancement layer including a protrusion on the second conductivity type second semiconductor layer; It includes; and the reliability enhancement layer reliability enhancement layer type third semiconductor layer.

Description

발광소자{LIGHT EMITTING DEVICE}[0001] LIGHT EMITTING DEVICE [0002]

실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.Embodiments relate to a light emitting device, a method of manufacturing the light emitting device, a light emitting device package and an illumination system.

발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지를 빛에너지로 변환시키는 소자이다. 예를 들어, LED는 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.A light emitting device is a device that converts electrical energy into light energy. For example, the LED can realize various colors by adjusting the composition ratio of the compound semiconductor.

종래기술에 의한 발광소자는 질화물 반도체를 이용하여 형성한다. 예를 들어, 종래기술에 의한 발광소자는 p-GaN 층, 활성층 및 n-GaN 층을 포함한다.The light emitting device according to the prior art is formed using a nitride semiconductor. For example, the light emitting device according to the prior art includes a p-GaN layer, an active layer and an n-GaN layer.

한편, 종래기술에 의하면 n-GaN층에 광추출 효율 개선을 위해 화학적 에칭 방법에 의해 표면 거칠기가 구비되는 경우가 있다.Meanwhile, according to the prior art, the surface roughness may be provided in the n-GaN layer by a chemical etching method in order to improve light extraction efficiency.

그런데, 이러한 화학적 식각방법은 n-GaN 에피층 내에서 에칭 깊이의 불균일성 문제를 야기하게 된다.However, this chemical etching method causes a problem of non-uniformity of etching depth in the n-GaN epi layer.

예를 들어, n-GaN 에피층 내에서 일부분은 과도하게 에칭되고 이러한 부위는 소자작동시 주입전류의 누설 및 전기적, 광학적 신뢰성을 저하하는 요인으로 작용한다. 특히, n-GaN 에피층 내 결정결함주위에서의 과도한 에칭은 소자의 신뢰성을 심각하게 저하시킨다.For example, a portion of the n-GaN epitaxial layer is excessively etched, and this portion acts as a factor in reducing leakage of the injection current and electrical and optical reliability during operation of the device. In particular, excessive etching around the crystal defects in the n-GaN epilayer seriously degrades the reliability of the device.

특히, 대면적 고출력 조명용 발광소자의 경우, 소면적 저출력 발광소자 대비, 주입전류량이 상대적으로 많고, 발광면적이 넓으므로 인해서 소자의 신뢰성 문제는 더욱 중요하게 된다.In particular, in the case of a large area high output light emitting device, a relatively large amount of injection current compared to a small area low output light emitting device, because the light emitting area is wide, the reliability problem of the device becomes more important.

또한, 질화물반도체 발광소자는 본질적으로 많은 수의 확산전위(threading dislocations)등의 결정결함이 있다. 이러한 결정결함은 특히, 수직형 발광소자의 경우, 음전극과 양전극 간에 직접적인 전류누설 경로를 형성하고, 또한, n-GaN층 표면에 대한 화학적 에칭공정시 결정결함주위로 우선적인 식각이 진행되므로 인해서 발광소자의 전기적 신뢰성에 치명적으로 해로운 작용을 한다.In addition, nitride semiconductor light emitting devices inherently have crystal defects such as a large number of threading dislocations. In particular, in the case of the vertical light emitting device, such crystal defects form a direct current leakage path between the negative electrode and the positive electrode, and also emit light due to preferential etching around the crystal defect during the chemical etching process on the surface of the n-GaN layer. It has a fatal deleterious effect on the electrical reliability of the device.

실시예는 전기적, 광학적 신뢰성을 개선할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.Embodiments provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system capable of improving electrical and optical reliability.

실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 제1 반도체층; 상기 제1 도전형 제1 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제2 도전형 제2 반도체층; 상기 제2 도전형 제2 반도체층 상에 돌출부를 포함하는 신뢰성 강화층; 및 상기 신뢰성 강화층 상에 제2 도전형 제3 반도체층;을 포함한다. 또한, 실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 제1 반도체층; 상기 제1 도전형 제1 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제2 도전형 제2 반도체층; 상기 제2 도전형 제2 반도체층 상에 돌출부를 포함하는 신뢰성 강화층; 및 상기 신뢰성 강화층 상에 제2 도전형 제3 반도체층;을 포함하며, 상기 신뢰성 강화층의 전기저항은 상기 제2 도전형 제3 반도체층의 전기저항보다 크며, 상기 신뢰성 강화층은 상기 돌출부에서의 두께가 상기 돌출부 외의 평탄부보다 더 두꺼우며, 상기 신뢰성 강화층의 돌출부에서의 저항이 상기 평탄부에서의 저항보다 높을 수 있다.The light emitting device according to the embodiment may include a first conductivity type first semiconductor layer; An active layer on the first conductive type first semiconductor layer; A second conductivity type second semiconductor layer on the active layer; A reliability enhancement layer including a protrusion on the second conductivity type second semiconductor layer; And a second conductivity type third semiconductor layer on the reliability enhancement layer. In addition, the light emitting device according to the embodiment may include a first conductivity type first semiconductor layer; An active layer on the first conductive type first semiconductor layer; A second conductivity type second semiconductor layer on the active layer; A reliability enhancement layer including a protrusion on the second conductivity type second semiconductor layer; And a second conductivity type third semiconductor layer on the reliability enhancement layer, wherein the electrical resistance of the reliability enhancement layer is greater than the electrical resistance of the second conductivity type third semiconductor layer, and the reliability enhancement layer is the protrusion. The thickness at may be thicker than the flat portion other than the protrusion, and the resistance at the protrusion of the reliability enhancement layer may be higher than the resistance at the flat portion.

실시예는 전기적, 광학적 신뢰성을 획기적으로 개선할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.The embodiment can provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system that can dramatically improve electrical and optical reliability.

또한, 실시예는 신뢰성 강화층을 제2 도전형 반도체층 내에 구비함으로써, 전위결정결함을 통하여 진행되는 전류누설에 따른 소자 신뢰성저하 문제를 효과적으로 극복하여 신뢰성이 우수한 고출력 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment includes a reliability enhancing layer in the second conductivity type semiconductor layer, thereby effectively overcoming the problem of device reliability caused by current leakage that proceeds through the potential crystal defect, thereby effectively manufacturing a high output light emitting device and a light emitting device having high reliability. A light emitting device package and an illumination system can be provided.

또한, 실시예는 신뢰성 강화층에서 전류의 흐름이 차단됨으로써 전류확산(Current Spreading) 효과에 의해 발광효율이 증대되어 고출력 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a high output light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting system by blocking the flow of current in the reliability enhancement layer, thereby increasing the light emitting efficiency by the current spreading effect .

또한, 실시예는 신뢰성 강화층에 의해 화학적 에칭공정시 발생하는 박막의 과도한 식각문제 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package and a lighting system that can solve the problem of excessive etching of the thin film generated during the chemical etching process by the reliability enhancement layer.

도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 부분 확대도.
도 3 내지 도 9는 실시예에 따른 발광소자 제조방법의 공정단면도.
도 10은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 11은 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도.
도 12는 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도.1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment.
2 is a partially enlarged view of a light emitting device according to an embodiment.
3 to 9 are process cross-sectional views of a method of manufacturing a light emitting device according to the embodiment.
10 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to the embodiment.
11 is a perspective view of a lighting unit according to an embodiment.
12 is a perspective view of a backlight unit according to the embodiment;

실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under" the substrate, each layer Quot; on "and" under "are intended to include both" directly "or" indirectly " do. Also, the criteria for top, bottom, or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.

(실시예)(Example)

도 1은 실시예에 따른 발광소자(100)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a light emitting device 100 according to an embodiment.

실시예에 따른 발광소자(100)는 제1 도전형 제1 반도체층(111)과, 상기 제1 도전형 제1 반도체층(111) 상에 형성된 활성층(115)과, 상기 활성층(115) 상에 형성된 제2 도전형 제2 반도체층(112a)과, 상기 제2 도전형 제2 반도체층(112a) 상에 돌출부를 포함하여 형성된 신뢰성 강화층(135) 및 상기 신뢰성 강화층(135) 상에 형성된 제2 도전형 제3 반도체층(112b)을 포함할 수 있다.The light emitting device 100 according to the embodiment includes a first conductive type first semiconductor layer 111, an active layer 115 formed on the first conductive type first semiconductor layer 111, and an upper portion of the active layer 115. On the reliability-enhancing layer 135 and the reliability-enhancing layer 135 formed to include a second conductivity-type second semiconductor layer 112a formed on the second conductive type semiconductor layer 112a, and a protrusion on the second conductivity-type second semiconductor layer 112a. The formed second conductive third semiconductor layer 112b may be included.

실시예에서 신뢰성 강화층은 에칭에 대한 신뢰성 강화층, 누설전류방지에 의한 신뢰성 강화층 등의 기능을 할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In an embodiment, the reliability enhancement layer may function as a reliability enhancement layer for etching, or a reliability enhancement layer by preventing leakage current, but is not limited thereto.

상기 제2 도전형 제2 반도체층(112a) 및 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)은 전자주입층 기능을 하는 제2 도전형 반도체층(112)을 구성할 수 있다.The second conductive second semiconductor layer 112a and the second conductive third semiconductor layer 112b may form a second conductive semiconductor layer 112 that functions as an electron injection layer.

상기 제1 도전형 제1 반도체층(111), 상기 활성층(115) 및 상기 제2 도전형 반도체층(112)은 발광구조물(110)을 구성할 수 있으며, 상기 제2 도전형 반도체층(112) 상에는 패드 전극(140)이 형성될 수 있다.The first conductivity type first semiconductor layer 111, the active layer 115, and the second conductivity type semiconductor layer 112 may constitute a light emitting structure 110, and the second conductivity type semiconductor layer 112. ), A pad electrode 140 may be formed.

상기 신뢰성 강화층(135)은 상기 제2 도전형 반도체층(112)과 같은 계열의 물질로 형성될 수 있고, 상기 제2 도전형 반도체층(112)과 같은 도전형으로 도핑될 수 있다.The reliability enhancement layer 135 may be formed of the same material as the second conductivity type semiconductor layer 112 and may be doped with the same conductivity type as the second conductivity type semiconductor layer 112.

예를 들어, 상기 신뢰성 강화층(135)은 질화물계 반도체층, 예를 들어 InxAlyGa(1-x-y)N(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함할 수 있고, 제2 도전형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제2 도전형 반도체층(112)이 N형 질화물 반도체층인 경우, 상기 신뢰성 강화층은 N형 InxAlyGa(1-x-y)N(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함할 수 있다.For example, the reliability enhancement layer 135 may include a nitride-based semiconductor layer, for example, In x Al y Ga (1-xy) N (where 0 ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ y ≦ 1). And doped with a second conductivity type. For example, when the second conductivity-type semiconductor layer 112 is an N-type nitride semiconductor layer, the reliability enhancement layer is N-type In x Al y Ga (1-xy) N (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≤ y ≤ 1).

상기 신뢰성 강화층(135)은 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)보다 에너지 밴드갭이 더 클 수 있다. 이에 따라 상기 신뢰성 강화층(135)은 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b) 보다 에너지 밴드 준위가 높아 식각방지막의 기능을 할 수 있다.The reliability enhancement layer 135 may have a larger energy band gap than the second conductivity type third semiconductor layer 112b. Accordingly, the reliability enhancement layer 135 has a higher energy band level than the second conductivity type third semiconductor layer 112b and thus may function as an etch stop layer.

실시예는 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)에 광추출 패턴(P)을 포함하여 외부 광추출 효율을 증대시키 고출력 발광소자를 제공할 수 있다.The embodiment may include a light extraction pattern P in the second conductive third semiconductor layer 112b to increase external light extraction efficiency and provide an output light emitting device.

이때, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)에 광추출 패턴(P)을 형성하기 위해 제2 도전형 제3 반도체층(112b)에 대한 식각을 진행하는 경우 상기 신뢰성 강화층(135)이 식각방지막의 기능을 하여 상기 제2 도전형 제2 반도체층(112a)은 식각이 되지 않음으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In this case, when etching the second conductive third semiconductor layer 112b to form the light extraction pattern P in the second conductive third semiconductor layer 112b, the reliability enhancement layer 135 By functioning as an etch stop layer, the second conductive second semiconductor layer 112a is not etched, thereby improving reliability.

실시예에 따른 발광소자에서 신뢰성 강화층(135)의 에너지 밴드갭이 제2 도전형 제3 반도체층(112b)의 에너지 밴드갭보다 더 크고, 결정결함 주위에서 그 두께가 상대적으로 더 두꺼운 특성으로 말미암아 전위 등의 결정결함(D)을 통해서 이루어지는 역방향과 순방향 저전류 누설에 따른 소자의 전기적 신뢰성 저하 문제를 더욱 획기적으로 개선할 수 있다. In the light emitting device according to the embodiment, the energy bandgap of the reliability enhancement layer 135 is larger than that of the second conductivity type third semiconductor layer 112b, and the thickness thereof is relatively thick around crystal defects. Due to this, the problem of lowering the electrical reliability of the device due to reverse and forward low current leakage caused by crystal defects D such as potential can be further improved.

예를 들어, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)은 InpAlqGa1 -p- qN (0≤p≤1, 0≤q≤1, 0≤p+q≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함하고, 상기 신뢰성 강화층(135)이 InxAlyGa(1-x-y)N(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함하는 경우, 제2 도전형 제3 반도체층(112b)의 Al 조성보다 많게 하거나, 제2 도전형 제3 반도체층(112b)의 In 조성보다 적게 하여 에너지 밴드갭을 크게할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the second conductivity type third semiconductor layer 112b may be formed of In p Al q Ga 1 −p− q N (0 ≦ p ≦ 1 , 0 ≦ q ≦ 1 , 0 ≦ p + q ≦ 1 ). A second material including a semiconductor material having a compositional formula, and the reliability enhancement layer 135 includes In x Al y Ga (1-xy) N (where 0 ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ y ≦ 1). The energy band gap may be increased by increasing the Al composition of the conductive third semiconductor layer 112b or less than the In composition of the second conductive third semiconductor layer 112b, but is not limited thereto.

도 2는 실시예에 따른 발광소자의 부분(A) 확대도이다. 예를 들어, 도 2는 실시예에 따른 발광소자의 신뢰성 강화층(135) 부분에 대한 확대도이다.2 is an enlarged view of a portion A of the light emitting device according to the embodiment. For example, FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the reliability enhancement layer 135 of the light emitting device according to the embodiment.

질화물반도체 발광소자는 본질적으로 많은 수의 전위결정결함을 박막내에 갖고 있으며 이러한 전위결정결함은 주요한 전류누설 경로로 작동하여 발광소자의 전기적 신뢰성을 크게 저하시키는 문제점을 갖는다.Nitride semiconductor light emitting devices have a large number of dislocation crystal defects in the thin film, and these dislocation crystal defects operate as a major current leakage path and thus have a problem of significantly lowering the electrical reliability of the light emitting device.

실시예에서 상기 신뢰성 강화층(135)은 결정결함(D) 주의에서 두께가 더 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 신뢰성 강화층(135)의 돌출부(a)는 결정결함(D) 영역에 배치될 수 있고, 이에 따라 결정결함(D) 있는 신뢰성 강화층(135)의 돌출부(a) 영역에서는 돌출부가 없는 평탄부(b)보다 저항이 높아 캐리어인 전자(ⓔ)가 돌출부(a) 보다는 평탄부(b)를 통해 이동함으로써 캐리어가 결정결함(D)과 만나는 확률을 줄임으로써 리키지를 차단하여 고출력 발광소자를 제공할 수 있다.In an embodiment, the reliability enhancement layer 135 may be formed to have a thicker thickness in view of the crystal defect (D). For example, the protrusion (a) of the reliability enhancement layer 135 may be disposed in the crystal defect (D) region, and thus the protrusion (a) of the reliability enhancement layer 135 may be disposed in the region of the protrusion (a) of the reliability enhancement layer 135. The resistance is higher than that of the flat portion b without the protrusion, and thus the electron ⓔ, the carrier, moves through the flat portion b rather than the protrusion a, thereby reducing the probability that the carrier meets the crystal defect D. A high output light emitting device can be provided.

실시예에 의하면 신뢰성 강화층(135)의 전기저항(Resistance)이 제2 도전형 제3 반도체층(112b)의 전기저항보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 신뢰성 강화층(135)은 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b) 보다 에너지 밴드갭이 상대적으로 크고 화학적으로 안정한 InxAlyGa(1-x-y)N(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함함으로써 제2 도전형 제3 반도체층(112b) 보다 전기저항이 클 수 있다.In example embodiments, an electrical resistance of the reliability enhancement layer 135 may be greater than an electrical resistance of the second conductivity-type third semiconductor layer 112b. For example, the reliability enhancement layer 135 has a relatively larger energy bandgap than the second conductivity type third semiconductor layer 112b and is chemically stable, In x Al y Ga (1-xy) N, where 0 By including ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ y ≦ 1, the electrical resistance may be greater than that of the second conductive third semiconductor layer 112b.

이에 따라 전자들은 저항이 큰 신뢰성 강화층(135)의 돌출부(a)를 지나기보다는 저항이 상대적으로 작은 돌출부의 주변을 통해서 흐르게 된다.Accordingly, the electrons flow through the periphery of the relatively small resistance rather than passing through the protrusion (a) of the high reliability layer 135.

실시예에 따른 발광소자는 신뢰성 강화층(135)을 제2 도전형 반도체층(112) 내에 구비함으로써, 전위결정결함을 통하여 진행되는 전류누설에 따른 소자 신뢰성저하 문제를 효과적으로 극복하여 신뢰성이 우수한 고출력 대면적 조명용 발광소자를 제공할 수 있다.In the light emitting device according to the embodiment, the reliability enhancement layer 135 is provided in the second conductivity type semiconductor layer 112, thereby effectively overcoming the problem of device reliability deterioration due to current leakage that proceeds through potential crystal defects, thereby providing high reliability. A light emitting device for large area illumination can be provided.

또한, 실시예는 신뢰성 강화층에서 전류의 흐름이 차단됨으로써 전류확산(Current Spreading) 효과에 의해 발광효율이 증대되어 고출력 발광소자를 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a high output light emitting device by the luminous efficiency is increased by the current spreading effect by blocking the flow of current in the reliability enhancement layer.

실시예는 상기 제2 도전형 제2 반도체층(112a) 하측에 제2 전극층(120)을 포함하여 효율적인 캐리어 공급을 하여 고출력 발광소자를 구현할 수 있으며, 상기 제2 전극층(120)은 오믹층(122), 반사층(124), 결합층(126), 및 제2 기판(128)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment, a high output light emitting device may be realized by supplying an efficient carrier by including a second electrode layer 120 below the second conductive second semiconductor layer 112a, and the second electrode layer 120 may be an ohmic layer ( 122, the reflective layer 124, the bonding layer 126, and the second substrate 128 may be, but are not limited thereto.

또한, 실시예는 상기 제2 도전형 제2 반도체층(112a)과 상기 활성층(115) 사이에 전류확산층(131), 스트레인 제어층(132) 등을 포함하고, 상기 활성층(115)과 상기 제1 도전형 제1 반도체층(111) 사이에 전자차단층(133)을 구비하여 고출력 발광소자를 구현할 수 있다.In addition, the embodiment includes a current diffusion layer 131, a strain control layer 132, and the like between the second conductivity-type second semiconductor layer 112a and the active layer 115, the active layer 115 and the An electron blocking layer 133 may be provided between the first conductive first semiconductor layer 111 to implement a high output light emitting device.

실시예는 전기적, 광학적 신뢰성을 획기적으로 개선할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.The embodiment can provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system that can dramatically improve electrical and optical reliability.

또한, 실시예는 신뢰성 강화층을 제2 도전형 반도체층 내에 구비함으로써, 전위결정결함을 통하여 진행되는 전류누설에 따른 소자 신뢰성저하 문제를 효과적으로 극복하여 신뢰성이 우수한 고출력 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment includes a reliability enhancing layer in the second conductivity type semiconductor layer, thereby effectively overcoming the problem of device reliability caused by current leakage that proceeds through the potential crystal defect, thereby effectively manufacturing a high output light emitting device and a light emitting device having high reliability. A light emitting device package and an illumination system can be provided.

또한, 실시예는 신뢰성 강화층에서 전류의 흐름이 차단됨으로써 전류확산(Current Spreading) 효과에 의해 발광효율이 증대되어 고출력 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a high output light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting system by blocking the flow of current in the reliability enhancement layer, thereby increasing the light emitting efficiency by the current spreading effect .

이하, 도 3 내지 도 9를 참조하여 실시예에 따른 발광소자 제조방법을 설명하면서 실시예의 기술적인 특징을 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the technical features of the embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 9.

먼저, 도 3과 같이 제1 기판(105)을 준비한다. 상기 제1 기판(105)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함하며, 예컨대 상기 제1 기판(105)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 제1 기판(105) 위에는 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 기판(105)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.First, the first substrate 105 is prepared as shown in FIG. 3. The first substrate 105 may include a conductive substrate or an insulating substrate. For example, the first substrate 105 may include sapphire (Al 2 O 3 ), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga 2 0 3 May be used. An uneven structure may be formed on the first substrate 105, but is not limited thereto. Impurities on the surface may be removed by wet cleaning the first substrate 105.

이후, 상기 제1 기판(105) 상에 제2 도전형 반도체층(112), 활성층(115) 및 제1 도전형 제1 반도체층(111)을 포함하는 발광구조물(110)을 형성할 수 있다.Thereafter, the light emitting structure 110 including the second conductivity type semiconductor layer 112, the active layer 115, and the first conductivity type first semiconductor layer 111 may be formed on the first substrate 105. .

상기 제1 기판(105) 위에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 발광구조물(110)의 재료와 제1 기판(105)의 격자 부정합을 완화시켜 줄 수 있으며, 버퍼층의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.A buffer layer (not shown) may be formed on the first substrate 105. The buffer layer may mitigate lattice mismatch between the material of the light emitting structure 110 and the first substrate 105. The material of the buffer layer may be a Group III-V compound semiconductor such as GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN. It may be formed of at least one of, InAlGaN, AlInN.

이후, 상기 제1 기판(105) 상에 제2 도전형 제3 반도체층(112b)을 형성한다.Thereafter, a second conductive third semiconductor layer 112b is formed on the first substrate 105.

상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The second conductive third semiconductor layer 112b may be implemented as a Group III-V compound semiconductor doped with a second conductivity type dopant, and the second conductivity type third semiconductor layer 112b may be an N-type semiconductor. In the case of a layer, the second conductivity type dopant may be Si type Ge, but may include Si, Ge, Sn, Se, Te, but is not limited thereto.

상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)은 InpAlqGa1 -p- qN (0≤p≤1, 0≤q≤1, 0≤p+q≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The second conductivity-type third semiconductor layer 112b is a semiconductor having a composition formula of In p Al q Ga 1 -p- q N (0 ≦ p ≦ 1 , 0 ≦ q ≦ 1 , 0 ≦ p + q ≦ 1 ). It may include a substance. For example, the second conductive third semiconductor layer 112b may be at least one selected from GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, and InP. It can be formed as.

상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)은 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시 (MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 N형 GaN층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 실리콘(Si)와 같은 n 형 불순물을 포함하는 실란 가스(SiH4)가 주입되어 형성될 수 있다.The second conductive third semiconductor layer 112b may form an N-type GaN layer using a chemical vapor deposition method (CVD) or a molecular beam epitaxy (MBE) or a method such as sputtering or hydroxide vapor phase epitaxy (HVPE). Can be. In addition, the second conductive third semiconductor layer 112b includes n-type impurities such as trimethyl gallium gas (TMGa), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and silicon (Si) in the chamber. Silane gas (SiH 4 ) to be injected may be formed.

한편, 사파이어 혹은 실리콘 등의 이종 기판 위에 GaN 계열의 제2 도전형 제3 반도체층(112b)을 형성하는 경우 이종기판과 GaN 물질은 서로 면방향 결정격자상수가 다르다. On the other hand, when the GaN-based second conductivity type third semiconductor layer 112b is formed on a dissimilar substrate such as sapphire or silicon, the dissimilar substrate and the GaN material have different in-plane crystal lattice constants.

따라서, 성장 초기에 다수의 GaN 결정질 입자들이 형성이 되고, 이러한 결정질입자들은 성장이 진행되면서 서로 만나게 되고, 서로 만나는 곳에서 도 3과 같이 제2 도전형 제3 반도체층(112b) 표면에 홈(pit)(V)을 형성한다. Therefore, a plurality of GaN crystalline particles are formed at the beginning of growth, and these crystalline particles meet each other as the growth progresses, and where the grooves are formed on the surface of the second conductivity-type third semiconductor layer 112b as shown in FIG. 3. pit) V is formed.

이러한 홈(pit)들은 박막성장조건, 예를 들면, 성장온도, 압력, 속도, 시간, 주입가스비율 등을 조절함으로써 그 크기, 밀도 및 깊이 등이 제어될 수 있으며, 이러한 홈(V)들은 그 하부에 확산 전위(threading dislocations) 등의 결정결함(D)을 갖는다.These grooves (pits) can be controlled in size, density and depth by controlling the growth conditions, for example, growth temperature, pressure, speed, time, injection gas ratio, etc., these grooves (V) The lower part has crystal defects D such as threading dislocations.

다음으로, 도 4와 같이 실시예는 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b) 상에 신뢰성 강화층(135)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4, the reliability enhancement layer 135 is formed on the second conductivity-type third semiconductor layer 112b.

상기 신뢰성 강화층(135)은 제2 도전형 InxAlyGa(1-x-y)N(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함할 수 있고, 단일층 혹은 다중층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 신뢰성 강화층(135)은 에너지 밴드갭이 서로 다른 제1 신뢰성 강화층(135a)과 제2 신뢰성 강화층(135b)을 포함할 수 있고, 다중층은 Al조성 혹은 에너지 밴드갭 크기가 성장방향으로 혹은 활성층 방향으로 점진적으로 감소하는 특성을 구비할 수 있다.The reliability enhancement layer 135 may include a second conductivity type In x Al y Ga (1-xy) N (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), and include a single layer or multiple layers. Can be configured. For example, the reliability enhancement layer 135 may include a first reliability enhancement layer 135a and a second reliability enhancement layer 135b having different energy band gaps, and the multilayer may include an Al composition or an energy band gap. It may have a characteristic that the size gradually decreases in the growth direction or the active layer direction.

또한, 실시예의 신뢰성 강화층(135)은 에너지 밴드갭이 서로 다른 제1 신뢰성 강화층(135a)과 제2 신뢰성 강화층(135b)을 교대로 적층하여 이루어지는 초격자구조를 구비할 수 있다. In addition, the reliability enhancement layer 135 of the embodiment may have a superlattice structure formed by alternately stacking the first reliability enhancement layer 135a and the second reliability enhancement layer 135b having different energy band gaps.

실시예에서 신뢰성 강화층(135)이 다중층으로 구비되는 경우, 단일층 대비 발광소자의 전류주입효율을 상대적으로 더 좋게 하는 장점을 갖을 수 있다.In an embodiment, when the reliability enhancement layer 135 is provided in multiple layers, the current injection efficiency of the light emitting device may be relatively better than that of the single layer.

실시예에 의하면 신뢰성 강화층(135)의 성장조건의 조절을 통하여 도 4와 같이 박막표면의 홈(pits)들을 메워 박막표면을 평탄화할 수 있다.According to the embodiment, through the adjustment of the growth conditions of the reliability enhancement layer 135, the thin film surface may be planarized by filling the pits of the thin film surface as shown in FIG. 4.

상기 신뢰성 강화층(135)은 상기 제2 도전형 반도체층(112)과 같은 계열의 물질로 형성될 수 있고, 상기 제2 도전형 반도체층(112)과 같은 도전형으로 도핑될 수 있다.The reliability enhancement layer 135 may be formed of the same material as the second conductivity type semiconductor layer 112 and may be doped with the same conductivity type as the second conductivity type semiconductor layer 112.

예를 들어, 상기 신뢰성 강화층(135)은 질화물계 반도체층, 예를 들어 InxAlyGa(1-x-y)N(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함할 수 있고, 제2 도전형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제2 도전형 반도체층(112)이 N형 질화물 반도체층인 경우, 상기 신뢰성 강화층은 N형 InxAlyGa(1-x-y)N(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함할 수 있다.For example, the reliability enhancement layer 135 may include a nitride-based semiconductor layer, for example, In x Al y Ga (1-xy) N (where 0 ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ y ≦ 1). And doped with a second conductivity type. For example, when the second conductivity-type semiconductor layer 112 is an N-type nitride semiconductor layer, the reliability enhancement layer is N-type In x Al y Ga (1-xy) N (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≤ y ≤ 1).

실시예에 따른 발광소자에서 신뢰성 강화층(135)의 에너지 밴드갭이 제2 도전형 제3 반도체층(112b)의 에너지 밴드갭보다 더 크고, 결정결함 주위에서 그 두께가 상대적으로 더 두꺼운 특성으로 말미암아 전위 등의 결정결함(D)을 통해서 이루어지는 역방향과 순방향 저전류 누설에 따른 소자의 전기적 신뢰성 저하 문제를 더욱 획기적으로 개선할 수 있다. In the light emitting device according to the embodiment, the energy bandgap of the reliability enhancement layer 135 is larger than that of the second conductivity type third semiconductor layer 112b, and the thickness thereof is relatively thick around crystal defects. Due to this, the problem of lowering the electrical reliability of the device due to reverse and forward low current leakage caused by crystal defects D such as potential can be further improved.

실시예에 의하면, 상기 신뢰성 강화층(135)이 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)보다 식각비율이 낮을 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 상기 신뢰성 강화층(135)은 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)보다 Al의 조성비율이 높게 하거나, 상기 신뢰성 강화층(135)은 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)보다 In의 조성비율이 낮게 함으로써 상기 신뢰성 강화층(135)이 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)보다 식각비율이 낮을 수 있다. In example embodiments, an etching rate of the reliability enhancement layer 135 may be lower than that of the second conductivity-type third semiconductor layer 112b. For example, in the embodiment, the reliability enhancement layer 135 has a higher composition ratio of Al than the second conductivity type third semiconductor layer 112b, or the reliability enhancement layer 135 is formed of the second conductivity type agent. Since the composition ratio of In is lower than that of the third semiconductor layer 112b, the etch rate of the reliability enhancement layer 135 may be lower than that of the second conductive type third semiconductor layer 112b.

예를 들어, 실시예에 의하면 Al 조성이 많을수록 화학적으로 식각되는 속도가 느려지고, In 성분이 많을수록 화학적으로 식각되는 속도가 빠르게 조절될 수 있다. 이는 Al 원자와 N 원자의 화학적 결합력이 Ga원자와 N 원자의 화학적 결합력보다 크고, Ga원자와 N 원자의 결합력이 In 원자와 N 원자간의 화학적 결합력보다 크기 때문이다.For example, according to the embodiment, the more the Al composition, the slower the chemically etched rate, and the larger the In component, the faster the chemically etched rate may be controlled. This is because the chemical bonding force between Al and N atoms is greater than that between Ga and N atoms, and that between Ga and N atoms is greater than that between In and N atoms.

실시예에서 상기 신뢰성 강화층(135)은 제2 도전형 제3 반도체층(112b) 대비 화학적으로 식각되는 속도가 더 느리기 때문에 화학적 에칭의 진행은 상기 신뢰성 강화층(135)에서 실질적으로 멈추게 된다. 따라서, 발광구조물(110) 박막내에서 불균일하게 일정부위에서 발생하는 과도한 화학적 에칭의 진행은 신뢰성 강화층(135)에 의해서 효과적으로 차단된다.In the exemplary embodiment, the chemically etched process is substantially stopped in the reliability enhancement layer 135 because the reliability enhancement layer 135 is slower than the second conductivity type third semiconductor layer 112b. Therefore, the progress of excessive chemical etching occurring at a certain portion in the light emitting structure 110 thin film is effectively blocked by the reliability enhancement layer 135.

실시예에 의하면 신뢰성 강화층에 의해 화학적 에칭공정시 발생하는 박막의 과도한 식각문제 해결할 수 있는 발광소자 및 발광소자의 제조방법을 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device and a method of manufacturing the light emitting device that can solve the problem of excessive etching of the thin film generated during the chemical etching process by the reliability enhancement layer.

상기 신뢰성 강화층(135)은 결정결함(D) 주의에서 두께가 더 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 신뢰성 강화층(135)을 돌출부(a)는 결정결함(D) 영역에 배치될 수 있고, 이에 따라 결정결함(D) 있는 신뢰성 강화층(135)의 돌출부(a) 영역에서는 돌출부가 없는 평탄부(b)보다 저항이 높아 캐리어, 예를 들어 전자(ⓔ)가 돌출부(a) 보다는 평탄부(b)를 통해 이동함으로써 캐리어가 결정결함(D)과 만나는 확률을 줄임으로써 리키지를 차단하여 고출력 발광소자를 제공할 수 있다.The reliability enhancement layer 135 may be formed to have a thicker thickness in view of the crystal defect (D). For example, the protrusion (a) of the reliability enhancement layer 135 may be disposed in the crystal defect (D) region, and thus, the protrusion (a) of the reliability enhancement layer 135 may be disposed in the region of the reliability enhancement layer 135. The resistance is higher than that of the flat part b without the protrusion, so that the carrier, for example electron ⓔ, moves through the flat part b rather than the protrusion a, thereby reducing the probability that the carrier meets the crystal defect D. It is possible to provide a high output light emitting device by blocking the paper.

실시예에 의하면 상기 신뢰성 강화층(135) 전위(threading dislocations)등의 결정결함(D) 주위에서 그 두께가 상대적으로 더 두꺼우므로 전위 등의 결정결함을 통해서 이루어지는 전류 누설에 따른 소자의 전기적 신뢰성 저하 문제를 효과적으로 개선할 수 있다.According to the embodiment, since the thickness is relatively thick around the crystal defect D such as the threading dislocations of the reliability enhancement layer 135, the electrical reliability of the device due to the current leakage caused by the crystal defect such as the potential is reduced. Effectively improve the problem.

실시예에 의하면 신뢰성 강화층(135)의 전기저항(Resistance)이 제2 도전형 제3 반도체층(112b)의 전기저항보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 신뢰성 강화층(135)은 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b) 보다 에너지 밴드갭이 상대적으로 크고 화학적으로 안정한 InxAlyGa(1-x-y)N(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함함으로써 제2 도전형 제3 반도체층(112b) 보다 전기저항이 클 수 있다.In example embodiments, an electrical resistance of the reliability enhancement layer 135 may be greater than an electrical resistance of the second conductivity-type third semiconductor layer 112b. For example, the reliability enhancement layer 135 has a relatively larger energy bandgap than the second conductivity type third semiconductor layer 112b and is chemically stable, In x Al y Ga (1-xy) N, where 0 By including ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ y ≦ 1, the electrical resistance may be greater than that of the second conductive third semiconductor layer 112b.

이에 따라 전자들은 저항이 큰 신뢰성 강화층(135)의 돌출부(a)를 지나기보다는 저항이 상대적으로 작은 돌출부의 주변을 통해서 흐르게 된다.Accordingly, the electrons flow through the periphery of the relatively small resistance rather than passing through the protrusion (a) of the high reliability layer 135.

실시예에 따른 발광소자는 신뢰성 강화층(135)을 제2 도전형 반도체층(112) 내에 구비함으로써, 전위결정결함을 통하여 진행되는 전류누설에 따른 소자 신뢰성저하 문제를 효과적으로 극복하여 신뢰성이 우수한 고출력 대면적 조명용 발광소자를 제공할 수 있다.In the light emitting device according to the embodiment, the reliability enhancement layer 135 is provided in the second conductivity type semiconductor layer 112, thereby effectively overcoming the problem of device reliability deterioration due to current leakage that proceeds through potential crystal defects, thereby providing high reliability. A light emitting device for large area illumination can be provided.

또한, 실시예는 신뢰성 강화층에서 전류의 흐름이 차단됨으로써 전류확산(Current Spreading) 효과에 의해 발광효율이 증대되어 고출력 발광소자를 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a high output light emitting device by the luminous efficiency is increased by the current spreading effect by blocking the flow of current in the reliability enhancement layer.

다음으로, 도 5와 같이 신뢰성 강화층(135) 상에 제2 도전형 제2 반도체층(112a)을 형성한다. 상기 제2 도전형 제2 반도체층(112a)은 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)과 같은 계열의 물질로 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 5, the second conductivity-type second semiconductor layer 112a is formed on the reliability enhancement layer 135. The second conductive second semiconductor layer 112a may be formed of the same material as the second conductive third semiconductor layer 112b.

예를 들어, 상기 제2 도전형 제2 반도체층(112a)은 n형 InpAlqGa1 -p- qN (0≤p≤1, 0≤q≤1, 0≤p+q≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the second conductivity-type second semiconductor layer 112a may have n-type In p Al q Ga 1 -p- q N (0≤p≤1, 0≤q≤1, 0≤p + q≤1 It may include, but is not limited to, a semiconductor material having a compositional formula.

다음으로, 상기 제2 도전형 제2 반도체층(112a) 상에 전류확산층(131)을 형성한다. 상기 전류확산층(131)은 언도프트 질화갈륨층(undoped GaN layer)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. Next, a current spreading layer 131 is formed on the second conductive second semiconductor layer 112a. The current diffusion layer 131 may be an undoped gallium nitride layer, but is not limited thereto.

이후, 실시예는 상기 전류확산층 상에 전자주입층(미도시)을 형성할 수 있다. 상기 전자주입층은 제2 도전형 질화갈륨층일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자주입층은 n형 도핑원소가 6.0x1018atoms/cm3~8.0x1018atoms/cm3의 농도로 도핑 됨으로써 효율적으로 전자주입을 할 수 있다. Subsequently, an embodiment may form an electron injection layer (not shown) on the current spreading layer. The electron injection layer may be a second conductivity type gallium nitride layer. For example, the electron injection layer may be the electron injection efficiently by being doped at a concentration of the n-type doping element 6.0x10 18 atoms / cm 3 ~ 8.0x10 18 atoms / cm 3.

또한, 실시예는 전자주입층 상에 스트레인 제어층(132)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 전자주입층 상에 InyAlxGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)/GaN 등으로 형성된 스트레인 제어층(132)을 형성할 수 있다.In addition, the embodiment may form the strain control layer 132 on the electron injection layer. For example, the strain control layer 132 formed of In y Al x Ga (1-xy) N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) / GaN may be formed on the electron injection layer.

상기 스트레인 제어층(132)은 제2 도전형 반도체층(112)과 활성층(115) 사이의 격자 불일치에 기이한 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있다. The strain control layer 132 may effectively alleviate stresses that are odd due to lattice mismatch between the second conductivity-type semiconductor layer 112 and the active layer 115.

또한, 상기 스트레인제어층(132)은 제1 Inx1GaN 및 제2 Inx2GaN 등의 조성을 갖는 적어도 6주기로 반복 적층됨에 따라, 더 많은 전자가 활성층(115)의 낮은 에너지 준위로 모이게 되며, 결과적으로 전자와 정공의 재결합 확률이 증가되어 발광효율이 향상될 수 있다.In addition, as the strain control layer 132 is repeatedly stacked in at least six cycles having a composition of 1 In x 1 GaN, 2 In x 2 GaN, and the like, more electrons are collected at a lower energy level of the active layer 115, and as a result, As a result, the probability of recombination of electrons and holes may be increased, thereby improving luminous efficiency.

이후, 상기 스트레인 제어층(132) 상에 활성층(115)을 형성한다. Thereafter, an active layer 115 is formed on the strain control layer 132.

상기 활성층(115)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(115)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The active layer 115 may be formed of at least one of a single quantum well structure, a multi quantum well structure (MQW), a quantum-wire structure, or a quantum dot structure. For example, the active layer 115 may be formed by injecting trimethyl gallium gas (TMGa), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and trimethyl indium gas (TMIn) to form a multi-quantum well structure. It is not limited to this.

상기 활성층(115)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.The well layer / barrier layer of the active layer 115 is formed of one or more pair structures of InGaN / GaN, InGaN / InGaN, GaN / AlGaN, InAlGaN / GaN, GaAs (InGaAs) / AlGaAs, GaP (InGaP) / AlGaP. But it is not limited thereto. The well layer may be formed of a material having a lower band gap than the band gap of the barrier layer.

실시예에서 상기 활성층(115) 상에는 전자차단층(133)이 형성되어 전자 차단(electron blocking) 및 활성층의 클래딩(MQW cladding) 역할을 해줌으로써 발광효율을 개선할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자차단층(133)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(115)의 에너지 밴드 갭보다는 높은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있으며, 약 100Å~ 약 600Å의 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. In an embodiment, the electron blocking layer 133 is formed on the active layer 115 to serve as electron blocking and cladding of the active layer, thereby improving luminous efficiency. For example, the electron blocking layer 133 may be formed of Al x In y Ga (1-xy) N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1) based semiconductor, and may be formed of the active layer 115. It may have a higher energy band gap than the energy band gap, and may be formed to a thickness of about 100 kPa to about 600 kPa, but is not limited thereto.

또한, 상기 전자차단층(133)은 AlzGa(1-z)N/GaN(0≤z≤1) 초격자(superlattice)로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the electron blocking layer 133 may be formed of Al z Ga (1-z) N / GaN (0 ≦ z ≦ 1) superlattice, but is not limited thereto.

상기 전자차단층(133)은 p형으로 이온주입되어 오버플로우되는 전자를 효율적으로 차단하고, 홀의 주입효율을 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 전자차단층(133)은 Mg이 약 1018~1020/cm3 농도 범위로 이온주입되어 오버플로우되는 전자를 효율적으로 차단하고, 홀의 주입효율을 증대시킬 수 있다.The electron blocking layer 133 may efficiently block electrons overflowed by ion implantation into a p-type and increase hole injection efficiency. For example, the electron blocking layer 133 may efficiently block electrons that overflow due to ion implantation in a concentration range of about 10 18 to 10 20 / cm 3 and increase the injection efficiency of the hole.

다음으로, 상기 전자차단층(133) 상에 제1 도전형 제1 반도체층(111)을 형성한다. 상기 제1 도전형 제1 반도체층(111)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3-족-5족 화합물 반도체 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 제1 반도체층(111)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.Next, a first conductivity type first semiconductor layer 111 is formed on the electron blocking layer 133. The first conductivity type first semiconductor layer 111 may be a group III-V compound semiconductor doped with a first conductivity type dopant, for example, In x Al y Ga 1 -x- y N (0 ≦ x ≦ 1, 0 It may include a semiconductor material having a composition formula of ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1). When the first conductivity type first semiconductor layer 111 is a P type semiconductor layer, the first conductivity type dopant may include Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, and the like.

상기 제1 도전형 제1 반도체층(111)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 마그네슘(Mg)과 같은 p 형 불순물을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 p형 GaN층이 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The first conductivity-type first semiconductor layer 111 may include a p-type impurity such as trimethyl gallium gas (TMGa), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and magnesium (Mg) in the chamber. Tyl cyclopentadienyl magnesium (EtCp 2 Mg) {Mg (C 2 H 5 C 5 H 4 ) 2 } may be injected to form a p-type GaN layer, but is not limited thereto.

실시예에서 상기 제2 도전형 반도체층(112)은 N형 반도체층, 상기 제1 도전형 제1 반도체층(111)은 P형 반도체층으로 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 상기 제1 도전형 제1 반도체층(111) 위에는 상기 제1 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 N형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광구조물(110)은 N-P 접합 구조, P-N 접합 구조, N-P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.In an exemplary embodiment, the second conductive semiconductor layer 112 may be an N-type semiconductor layer, and the first conductive first semiconductor layer 111 may be a P-type semiconductor layer, but is not limited thereto. In addition, a semiconductor, for example, an N-type semiconductor layer (not shown) having a polarity opposite to that of the first conductive type may be formed on the first conductive type first semiconductor layer 111. Accordingly, the light emitting structure 110 may be implemented as any one of an N-P junction structure, a P-N junction structure, an N-P-N junction structure, and a P-N-P junction structure.

다음으로, 도 6과 같이, 상기 제1 도전형 제1 반도체층(111) 상에 제2 전극층(120)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 6, a second electrode layer 120 is formed on the first conductive type first semiconductor layer 111.

상기 제2 전극층(120)은 오믹층(122), 반사층(124), 결합층(126), 제2 기판(128) 등을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극층(120)은 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 불순물이 주입된 반도체 기판 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다.The second electrode layer 120 may include an ohmic layer 122, a reflective layer 124, a bonding layer 126, a second substrate 128, and the like. The second electrode layer 120 includes titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), platinum (Pt), gold (Au), tungsten (W), molybdenum (Mo), or impurities. It may be formed of at least one of the implanted semiconductor substrate.

예를 들어, 상기 제2 전극층(120)은 오믹층(122)을 포함할 수 있으며, 정공주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 오믹층(122)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, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.For example, the second electrode layer 120 may include an ohmic layer 122, and may be formed by stacking a single metal, a metal alloy, a metal oxide, or the like in multiple layers so as to efficiently inject holes. For example, the ohmic layer 122 may include indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), and 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, and Ni / IrOx / Au / ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt At least one of Au, Hf, and the like may be formed, and the material is not limited thereto.

또한, 상기 제2 전극층(120)이 반사층(124)을 포함하는 경우 Al, Ag, 혹은 Al이나 Ag를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 알루미늄이나 은 등은 활성층에서 발생된 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.In addition, when the second electrode layer 120 includes the reflective layer 124, the second electrode layer 120 may be formed of a metal layer including Al, Ag, or an alloy containing Al or Ag. Aluminum or silver can effectively reflect the light generated from the active layer to greatly improve the light extraction efficiency of the light emitting device.

또한, 상기 제2 전극층(120)이 결합층(126)을 포함하는 경우 상기 반사층(124)이 결합층의 기능을 하거나, 니켈(Ni), 금(Au) 등을 이용하여 결합층을 형성할 수 있다.In addition, when the second electrode layer 120 includes the bonding layer 126, the reflective layer 124 functions as a bonding layer or may form a bonding layer using nickel (Ni), gold (Au), or the like. Can be.

또한, 제2 전극층(120)은 제2 기판(128)을 포함할 수 있다. 상기 제2 기판(128)은 효율적으로 정공을 주입할 수 있도록 전기 전도성이 우수한 금속, 금속합금, 혹은 전도성 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 기판(128)은 구리(Cu), 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni-nickel), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.In addition, the second electrode layer 120 may include a second substrate 128. The second substrate 128 may be made of a metal, a metal alloy, or a conductive semiconductor material having excellent electrical conductivity to efficiently inject holes. For example, the second substrate 128 may include copper (Cu), gold (Au), copper alloy (Cu Alloy), nickel (Ni-nickel), copper-tungsten (Cu-W), and a carrier wafer (eg, GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, etc.) may be optionally included.

상기 제2 기판(128)을 형성시키는 방법은 전기화학적인 금속증착방법이나 유테틱 메탈을 이용한 본딩 방법 등을 사용할 수 있다.The second substrate 128 may be formed using an electrochemical metal deposition method or a bonding method using a eutectic metal.

다음으로 도 7과 같이, 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)이 노출되도록 상기 제1 기판(105)을 제거한다. 상기 제1 기판(105)을 제거하는 방법은 고출력의 레이저를 이용하여 제1 기판을 분리하거나 화학적 식각 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 기판(105)은 물리적으로 갈아냄으로써 제거할 수도 있다. Next, as shown in FIG. 7, the first substrate 105 is removed to expose the second conductive third semiconductor layer 112b. The method of removing the first substrate 105 may use a high power laser to separate the first substrate or use a chemical etching method. In addition, the first substrate 105 may be removed by physically grinding.

예를 들어, 레이저 리프트 오프 방법은 상온에서 소정의 에너지를 가해주게 되면 상기 제1 기판(105)과 발광구조물의 계면에서 에너지가 흡수되어 발광구조물의 접합표면이 열분해 되어 제1 기판(105)과 발광구조물을 분리할 수 있다.For example, in the laser lift-off method, when a predetermined energy is applied at room temperature, energy is absorbed at the interface of the first substrate 105 and the light emitting structure, and the bonding surface of the light emitting structure is thermally decomposed so that the first substrate 105 and the first substrate 105 are thermally decomposed. The light emitting structure can be separated.

다음으로, 도 8과 같이 실시예는 노출되는 제2 도전형 제3 반도체층(112b) 상에 광추출 패턴(P)을 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 8, the light extraction pattern P may be formed on the exposed second conductive third semiconductor layer 112b.

상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)에 광추출 패턴(P)을 형성하기 위해 제2 도전형 제3 반도체층(112b)에 대한 식각을 진행하는 경우 상기 신뢰성 강화층(135)이 식각방지막의 기능을 하여 상기 제2 도전형 제2 반도체층(112a)은 식각이 되지 않음으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있다.When the etching is performed on the second conductive third semiconductor layer 112b to form the light extraction pattern P in the second conductive third semiconductor layer 112b, the reliability enhancement layer 135 is etched. The second conductive type second semiconductor layer 112a does not etch as a function of the prevention film, thereby improving reliability.

예를 들어, 실시예에 의하면 사파이어 기판 등의 박막성장용 제1 기판(105)으로부터 발광구조물(110) 에피 박막을 분리한 후 노출되는 제2 도전형 제3 반도체층(112b)은 평탄한 표면을 갖으며, 노출되는 제2 도전형 제3 반도체층(112b)에 광추출 효율 개선을 위해 화학적 에칭방법에 의해 표면 거칠기, 예를 들어 광추출 패턴(P)이 형성될 수 있다.For example, according to the embodiment, the second conductive type third semiconductor layer 112b exposed after separating the epitaxial layer of the light emitting structure 110 from the first substrate 105 for thin film growth, such as a sapphire substrate, has a flat surface. The surface roughness, for example, the light extraction pattern P, may be formed on the exposed second conductive third semiconductor layer 112b by a chemical etching method to improve light extraction efficiency.

실시예에 의하면, 상기 신뢰성 강화층(135)이 상기 제2 도전형 제3 반도체층(112b)보다 식각비율이 낮을 수 있다.In example embodiments, an etching rate of the reliability enhancement layer 135 may be lower than that of the second conductivity-type third semiconductor layer 112b.

예를 들어, 실시예에 의하면 Al 조성이 많을수록 화학적으로 식각되는 속도가 느려지고, In 성분이 많을수록 화학적으로 식각되는 속도가 빠르게 조절될 수 있다. 이는 Al 원자와 N 원자의 화학적 결합력이 Ga원자와 N 원자의 화학적 결합력보다 크고, Ga원자와 N 원자의 결합력이 In 원자와 N 원자간의 화학적 결합력보다 크기 때문이다.For example, according to the embodiment, the more the Al composition, the slower the chemically etched rate, and the larger the In component, the faster the chemically etched rate may be controlled. This is because the chemical bonding force between Al and N atoms is greater than that between Ga and N atoms, and that between Ga and N atoms is greater than that between In and N atoms.

실시예에서 상기 신뢰성 강화층(135)은 제2 도전형 제3 반도체층(112b) 대비 화학적으로 식각되는 속도가 더 느리기 때문에 화학적 에칭의 진행은 상기 신뢰성 강화층(135)에서 실질적으로 멈추게 된다. 따라서, 발광구조물(110) 박막내에서 불균일하게 일정부위에서 발생하는 과도한 화학적 에칭의 진행은 신뢰성 강화층(135)에 의해서 효과적으로 차단된다.In the exemplary embodiment, the chemically etched process is substantially stopped in the reliability enhancement layer 135 because the reliability enhancement layer 135 is slower than the second conductivity type third semiconductor layer 112b. Therefore, the progress of excessive chemical etching occurring at a certain portion in the light emitting structure 110 thin film is effectively blocked by the reliability enhancement layer 135.

예를 들어, 상기 신뢰성 강화층(135)이 InxAlyGa(1-x-y)N(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함하는 경우, 제2 도전형 제3 반도체층(112b)의 Al 조성보다 많게 하거나, 제2 도전형 제3 반도체층(112b)의 In 조성보다 적게 하여 에너지 밴드갭을 크게할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the reliability enhancement layer 135 includes In x Al y Ga (1-xy) N (where 0 ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ y ≦ 1), the second conductivity type third semiconductor The energy band gap may be increased by increasing the Al composition of the layer 112b or less than the In composition of the second conductive third semiconductor layer 112b, but is not limited thereto.

실시예에 따른 발광소자에서 신뢰성 강화층(135)의 에너지 밴드갭이 제2 도전형 제3 반도체층(112b)의 에너지 밴드갭보다 더 크고, 결정결함 주위에서 그 두께가 상대적으로 더 두꺼운 특성으로 말미암아 전위 등의 결정결함(D)을 통해서 이루어지는 역방향과 순방향 저전류 누설에 따른 소자의 전기적 신뢰성 저하 문제를 더욱 획기적으로 개선할 수 있다. In the light emitting device according to the embodiment, the energy bandgap of the reliability enhancement layer 135 is larger than that of the second conductivity type third semiconductor layer 112b, and the thickness thereof is relatively thick around crystal defects. Due to this, the problem of lowering the electrical reliability of the device due to reverse and forward low current leakage caused by crystal defects D such as potential can be further improved.

다음으로, 도 9와 같이 상기 광추출 패턴(P)이 형성된 제2 도전형 제3 반도체층(112b) 상에 패드전극(140)을 형성하여 실시예에 따른 발광소자(100)를 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 9, the pad electrode 140 may be formed on the second conductive third semiconductor layer 112b having the light extraction pattern P, thereby forming the light emitting device 100 according to the embodiment. have.

실시예는 전기적, 광학적 신뢰성을 획기적으로 개선할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.The embodiment can provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system that can dramatically improve electrical and optical reliability.

또한, 실시예는 신뢰성 강화층을 제2 도전형 반도체층 내에 구비함으로써, 전위결정결함을 통하여 진행되는 전류누설에 따른 소자 신뢰성저하 문제를 효과적으로 극복하여 신뢰성이 우수한 고출력 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment includes a reliability enhancing layer in the second conductivity type semiconductor layer, thereby effectively overcoming the problem of device reliability caused by current leakage that proceeds through the potential crystal defect, thereby effectively manufacturing a high output light emitting device and a light emitting device having high reliability. A light emitting device package and an illumination system can be provided.

또한, 실시예는 신뢰성 강화층에서 전류의 흐름이 차단됨으로써 전류확산(Current Spreading) 효과에 의해 발광효율이 증대되어 고출력 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a high output light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting system by blocking the flow of current in the reliability enhancement layer, thereby increasing the light emitting efficiency by the current spreading effect .

도 10은 실시예들에 따른 발광소자가 설치된 발광소자 패키지(200)를 설명하는 도면이다.10 is a view illustrating a light emitting device package 200 in which a light emitting device is installed, according to embodiments.

실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 패키지 몸체부(205)와, 상기 패키지 몸체부(205)에 설치된 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과, 상기 패키지 몸체부(205)에 설치되어 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(240)가 포함된다.The light emitting device package 200 according to the embodiment may include a package body 205, a third electrode layer 213 and a fourth electrode layer 214 installed on the package body 205, and the package body 205. The light emitting device 100 is installed at and electrically connected to the third electrode layer 213 and the fourth electrode layer 214, and a molding member 240 surrounding the light emitting device 100 is included.

상기 패키지 몸체부(205)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The package body 205 may include a silicon material, a synthetic resin material, or a metal material, and an inclined surface may be formed around the light emitting device 100.

상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The third electrode layer 213 and the fourth electrode layer 214 are electrically isolated from each other and provide power to the light emitting device 100. The third electrode layer 213 and the fourth electrode layer 214 may function to increase light efficiency by reflecting the light generated from the light emitting device 100, And may serve to discharge heat to the outside.

상기 발광 소자(100)는 도 1 에 예시된 수직형 타입의 발광 소자가 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 수평형 발광소자도 적용될 수 있다.The light emitting device 100 may be a vertical type light emitting device illustrated in FIG. 1, but is not limited thereto. A horizontal light emitting device may also be applied.

상기 발광 소자(100)는 상기 패키지 몸체부(205) 상에 설치되거나 상기 제3 전극층(213) 또는 제4 전극층(214) 상에 설치될 수 있다.The light emitting device 100 may be installed on the package body 205 or on the third electrode layer 213 or the fourth electrode layer 214.

상기 발광 소자(100)는 상기 제3 전극층(213) 및/또는 제4 전극층(214)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 실시예에서는 상기 발광 소자(100)가 상기 제3 전극층(213)과 와이어(230)를 통해 전기적으로 연결되고 상기 제4 전극층(214)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결된 것이 예시되어 있다.The light emitting device 100 may be electrically connected to the third electrode layer 213 and / or the fourth electrode layer 214 by a wire, flip chip, or die bonding method. The light emitting device 100 is electrically connected to the third electrode layer 213 through the wire 230 and is electrically connected to the fourth electrode layer 214 directly.

상기 몰딩부재(240)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(240)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The molding member 240 may surround the light emitting device 100 to protect the light emitting device 100. In addition, the molding member 240 may include a phosphor to change the wavelength of the light emitted from the light emitting device 100.

실시예에 따른 발광소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다. A plurality of light emitting device packages according to the embodiment may be arranged on a substrate, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, a fluorescent sheet, or the like, which is an optical member, may be disposed on a path of light emitted from the light emitting device package. The light emitting device package, the substrate, and the optical member may function as a backlight unit or function as a lighting unit. For example, the lighting system may include a backlight unit, a lighting unit, a pointing device, a lamp, and a streetlight.

도 11은 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도(1100)이다. 다만, 도 11의 조명 유닛(1100)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.11 is a perspective view 1100 of a lighting unit according to an embodiment. However, the lighting unit 1100 of FIG. 11 is an example of a lighting system, but is not limited thereto.

실시예에서 상기 조명 유닛(1100)은 케이스몸체(1110)와, 상기 케이스몸체(1110)에 설치된 발광모듈부(1130)과, 상기 케이스몸체(1110)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1120)를 포함할 수 있다.In the embodiment, the lighting unit 1100 is connected to the case body 1110, the light emitting module unit 1130 installed on the case body 1110, and the case body 1110 and receive power from an external power source. It may include a terminal 1120.

상기 케이스몸체(1110)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.The case body 1110 may be formed of a material having good heat dissipation characteristics. For example, the case body 1110 may be formed of a metal material or a resin material.

상기 발광모듈부(1130)은 기판(1132)과, 상기 기판(1132)에 탑재되는 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.The light emitting module unit 1130 may include a substrate 1132 and at least one light emitting device package 200 mounted on the substrate 1132.

상기 기판(1132)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다. The substrate 1132 may be a circuit pattern printed on an insulator, and for example, a general printed circuit board (PCB), a metal core PCB, a flexible PCB, a ceramic PCB, and the like. It may include.

또한, 상기 기판(1132)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.In addition, the substrate 1132 may be formed of a material that reflects light efficiently, or the surface may be formed of a color that reflects light efficiently, for example, white, silver, or the like.

상기 기판(1132) 상에는 상기 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)가 탑재될 수 있다. 상기 발광소자 패키지(200) 각각은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)(100)를 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드(100)는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 다이오드 및 자외선(UV, UltraViolet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.The at least one light emitting device package 200 may be mounted on the substrate 1132. Each of the light emitting device packages 200 may include at least one light emitting diode (LED) 100. The light emitting diodes 100 may include colored light emitting diodes emitting red, green, blue, or white colored light, and UV light emitting diodes emitting ultraviolet (UV) light.

상기 발광모듈부(1130)는 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광소자 패키지(200)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.The light emitting module unit 1130 may be disposed to have a combination of various light emitting device packages 200 to obtain color and luminance. For example, a white light emitting diode, a red light emitting diode, and a green light emitting diode may be combined to secure high color rendering (CRI).

상기 연결 단자(1120)는 상기 발광모듈부(1130)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 실시예에서 상기 연결 단자(1120)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1120)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.The connection terminal 1120 may be electrically connected to the light emitting module unit 1130 to supply power. In an embodiment, the connection terminal 1120 is coupled to the external power source by a socket, but is not limited thereto. For example, the connection terminal 1120 may be formed in a pin shape and inserted into an external power source, or may be connected to the external power source by a wire.

도 12는 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도(1200)이다. 다만, 도 12의 백라이트 유닛(1200)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.12 is an exploded perspective view 1200 of a backlight unit according to an embodiment. However, the backlight unit 1200 of FIG. 12 is an example of an illumination system, but is not limited thereto.

실시예에 따른 백라이트 유닛(1200)은 도광판(1210)과, 상기 도광판(1210)에 빛을 제공하는 발광모듈부(1240)와, 상기 도광판(1210) 아래에 반사 부재(1220)와, 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220)를 수납하는 바텀 커버(1230)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The backlight unit 1200 according to the embodiment includes a light guide plate 1210, a light emitting module unit 1240 that provides light to the light guide plate 1210, a reflective member 1220 under the light guide plate 1210, and the light guide plate. 1210, a bottom cover 1230 for accommodating the light emitting module unit 1240 and the reflective member 1220, but is not limited thereto.

상기 도광판(1210)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1210)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다. The light guide plate 1210 serves to surface light by diffusing light. The light guide plate 1210 is made of a transparent material, for example, an acrylic resin series such as polymethyl metaacrylate (PMMA), polyethylene terephthlate (PET), polycarbonate (PC), cycloolefin copolymer (COC), and polyethylene naphthalate (PEN). It may include one of the resins.

상기 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 상기 백라이트 유닛이 설치되는 디스플레이 장치의 광원으로써 작용하게 된다.The light emitting module unit 1240 provides light to at least one side of the light guide plate 1210 and ultimately serves as a light source of a display device in which the backlight unit is installed.

상기 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는). 구체적으로는, 상기 발광모듈부(1240)은 기판(1242)과, 상기 기판(1242)에 탑재된 다수의 발광소자 패키지(200)를 포함하는데, 상기 기판(1242)이 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The light emitting module unit 1240 may be in contact with the light guide plate 1210, but is not limited thereto. Specifically, the light emitting module 1240 includes a substrate 1242 and a plurality of light emitting device packages 200 mounted on the substrate 1242. The substrate 1242 is mounted on the light guide plate 1210, But is not limited to.

상기 기판(1242)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1242)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The substrate 1242 may be a printed circuit board (PCB) including a circuit pattern (not shown). However, the substrate 1242 may include not only a general PCB, but also a metal core PCB (MCPCB), a flexible PCB (FPCB), and the like.

그리고, 상기 다수의 발광소자 패키지(200)는 상기 기판(1242) 상에 빛이 방출되는 발광면이 상기 도광판(1210)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있다.The plurality of light emitting device packages 200 may be mounted on the substrate 1242 such that a light emitting surface on which light is emitted is spaced apart from the light guide plate 1210 by a predetermined distance.

상기 도광판(1210) 아래에는 상기 반사 부재(1220)가 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 상기 도광판(1210)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The reflective member 1220 may be formed under the light guide plate 1210. The reflection member 1220 reflects the light incident on the lower surface of the light guide plate 1210 so as to face upward, thereby improving the brightness of the backlight unit. The reflective member 1220 may be formed of, for example, PET, PC, or PVC resin, but is not limited thereto.

상기 바텀 커버(1230)는 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1230)는 상면이 개구된 박스(box) 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The bottom cover 1230 may accommodate the light guide plate 1210, the light emitting module unit 1240, the reflective member 1220, and the like. For this purpose, the bottom cover 1230 may be formed in a box shape having an opened upper surface, but the present invention is not limited thereto.

상기 바텀 커버(1230)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다.The bottom cover 1230 may be formed of a metal material or a resin material, and may be manufactured using a process such as press molding or extrusion molding.

실시예는 전기적, 광학적 신뢰성을 획기적으로 개선할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.The embodiment can provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system that can dramatically improve electrical and optical reliability.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in each embodiment may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents of such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the embodiments.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It can be seen that the modification and application of branches are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

Claims (13)

제1 도전형 제1 반도체층;
상기 제1 도전형 제1 반도체층 상에 활성층;
상기 활성층 상에 제2 도전형 제2 반도체층;
상기 제2 도전형 제2 반도체층 상에 돌출부를 포함하는 신뢰성 강화층; 및
상기 신뢰성 강화층 상에 제2 도전형 제3 반도체층;을 포함하며,
상기 신뢰성 강화층의 전기저항은 상기 제2 도전형 제3 반도체층의 전기저항보다 크며,
상기 신뢰성 강화층은 상기 돌출부에서의 두께가 상기 돌출부 외의 평탄부보다 더 두꺼우며, 상기 신뢰성 강화층의 돌출부에서의 저항이 상기 평탄부에서의 저항보다 높은 발광소자.A first conductivity type first semiconductor layer;
An active layer on the first conductive type first semiconductor layer;
A second conductivity type second semiconductor layer on the active layer;
A reliability enhancement layer including a protrusion on the second conductivity type second semiconductor layer; And
And a second conductivity type third semiconductor layer on the reliability enhancement layer.
The electrical resistance of the reliability enhancement layer is greater than the electrical resistance of the second conductivity-type third semiconductor layer,
The reliability enhancement layer has a thickness at the protrusion is thicker than a flat portion other than the protrusion, and the resistance at the protrusion of the reliability enhancement layer is higher than the resistance at the flat portion. 제1 항에 있어서,
상기 제2 도전형 제3 반도체층에는 광추출 패턴을 포함하는 발광소자.The method according to claim 1,
The light emitting device comprising a light extraction pattern in the second conductive third semiconductor layer. 제1 항에 있어서,
상기 신뢰성 강화층은
제2 도전형 InxAlyGa(1-x-y)N(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1)을 포함하는 발광소자.The method according to claim 1,
The reliability enhancement layer
A light emitting device comprising a second conductivity type In x Al y Ga (1-xy) N (where 0 ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ y ≦ 1). 제3 항에 있어서,
상기 제2 도전형 제3 반도체층은 InpAlqGa1 -p- qN (0≤p≤1, 0≤q≤1, 0≤p+q≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함하는 경우,
상기 신뢰성 강화층은 상기 제2 도전형 제3 반도체층보다 Al의 조성비율이 높은 발광소자.The method of claim 3,
The second conductive third semiconductor layer includes a semiconductor material having a composition formula of In p Al q Ga 1 -p- q N (0 ≦ p ≦ 1 , 0 ≦ q ≦ 1 , 0 ≦ p + q ≦ 1 ). If you do,
The reliability enhancement layer has a composition ratio of Al higher than that of the second conductive third semiconductor layer. 제3 항에 있어서,
상기 제2 도전형 제3 반도체층은 InpAlqGa1 -p- qN (0≤p≤1, 0≤q≤1, 0≤p+q≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함하는 경우,
상기 신뢰성 강화층은 상기 제2 도전형 제3 반도체층보다 In의 조성비율이 적은 발광소자.The method of claim 3,
The second conductive third semiconductor layer includes a semiconductor material having a composition formula of In p Al q Ga 1 -p- q N (0 ≦ p ≦ 1 , 0 ≦ q ≦ 1 , 0 ≦ p + q ≦ 1 ). If you do,
The reliability enhancement layer has a composition ratio of In less than that of the second conductive third semiconductor layer. 제1 항에 있어서,
상기 신뢰성 강화층은
결정결함주위에서 두께가 더 두꺼운 발광소자.The method according to claim 1,
The reliability enhancement layer
Light-emitting element thicker around crystal defects. 제6 항에 있어서,
상기 신뢰성 강화층은
상기 결정결함주위에 상기 돌출부가 위치하는 발광소자.The method of claim 6,
The reliability enhancement layer
A light emitting device in which the protrusion is located around the crystal defect. 제1 항에 있어서,
상기 신뢰성 강화층은
상기 제2 도전형 제3 반도체층보다 에너지 밴드갭이 더 큰 발광소자.The method according to claim 1,
The reliability enhancement layer
The light emitting device having a larger energy band gap than the second conductive third semiconductor layer. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 신뢰성 강화층은
에너지 밴드갭이 서로 다른 제1 신뢰성 강화층과 제2 신뢰성 강화층을 포함하는 발광소자.The method according to claim 1,
The reliability enhancement layer
A light emitting device comprising a first reliability enhancement layer and a second reliability enhancement layer having different energy band gaps. 제10 항에 있어서,
상기 신뢰성 강화층의 Al조성 혹은 에너지 밴드갭 크기가 상기 활성층 방향으로 점진적으로 감소하는 발광소자.The method of claim 10,
The Al composition or the energy band gap size of the reliability enhancement layer gradually decreases toward the active layer. 제10 항에 있어서,
상기 신뢰성 강화층의 In조성이 상기 활성층 방향으로 점진적으로 증가하는 발광소자.The method of claim 10,
The In composition of the reliability enhancement layer gradually increases in the direction of the active layer. 제10 항에 있어서,
상기 신뢰성 강화층은
에너지 밴드갭이 서로 다른 제1 신뢰성 강화층과 제2 신뢰성 강화층을 교대로 적층하여 이루어지는 초격자구조를 구비하는 발광소자.The method of claim 10,
The reliability enhancement layer
A light emitting device having a superlattice structure formed by alternately stacking a first reliability reinforcement layer and a second reliability reinforcement layer having different energy band gaps.
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