KR101672321B1

KR101672321B1 - Light emitting device

Info

Publication number: KR101672321B1
Application number: KR1020100103999A
Authority: KR
Inventors: 한대섭; 이정식
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2016-11-03
Also published as: KR20120042340A

Abstract

실시예는 기판, 및 상기 기판 상의 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층이 적층되는 발광 구조물을 포함하며, 상기 활성층은 우물층 및 장벽층이 교대로 2회 이상 적층되며, 상기 제2 도전형 반도체층으로부터 순차적으로 인접하는 적어도 2개 이상의 우물층들 사이의 장벽층의 에너지 밴드 갭은 나머지 장벽층들의 에너지 밴드 갭보다 작다.An embodiment includes a substrate, and a light emitting structure on which the first conductivity type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer are stacked, wherein the active layer is formed by alternately stacking the well layer and the barrier layer two or more times , The energy band gap of the barrier layer between at least two well layers sequentially adjacent to the second conductivity type semiconductor layer is smaller than the energy band gap of the remaining barrier layers.

Description

발광 소자{Light emitting device}[0001]

실시예는 발광 소자에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting element.

반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.BACKGROUND ART Light emitting devices such as a light emitting diode (LD) or a laser diode using semiconductor materials of Group 3-5 or 2-6 group semiconductors are widely used for various colors such as red, green, blue, and ultraviolet And it is possible to realize white light rays with high efficiency by using fluorescent materials or colors, and it is possible to realize low energy consumption, semi-permanent life time, quick response speed, safety and environment friendliness compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps .

따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.Therefore, a transmission module of the optical communication means, a light emitting diode backlight replacing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of an LCD (Liquid Crystal Display) display device, a white light emitting element capable of replacing a fluorescent lamp or an incandescent lamp Diode lighting, automotive headlights, and traffic lights.

실시예는 내부양자효율 및 광출력을 향상시킬 수 있는 발광 소자를 제공하고자 한다.Embodiments provide a light emitting device capable of improving internal quantum efficiency and light output.

상기 제2 도전형 반도체층으로부터 순차적으로 인접하는 적어도 2개 이상의 우물층들은 기준 에너지 밴드를 경계로 연속적인 에너지 준위와 양자화된 에너지 준위를 갖는다. 또한 상기 기준 에너지 밴드는 상기 제2 도전형 반도체층으로부터 순차적으로 인접하는 적어도 2개 이상의 우물층들 사이의 장벽층의 에너지 밴드일 수 있다. 상기 기준 에너지 밴드보다 높은 에너지 밴드에서는 연속적인 에너지 준위를 가지며, 상기 기준 에너지 밴드보다 낮은 에너지 밴드에서는 양자화된 에너지 준위를 가질 수 있다.At least two well layers sequentially adjacent to the second conductivity type semiconductor layer have a continuous energy level and a quantized energy level around a reference energy band. The reference energy band may be an energy band of a barrier layer between at least two well layers sequentially adjacent to the second conductivity type semiconductor layer. The energy band having a continuous energy level at an energy band higher than the reference energy band and the quantized energy level at an energy band lower than the reference energy band.

또한 상기 제2 도전형 반도체층으로부터 순차적으로 인접하는 적어도 2개 이상의 우물층들은 적어도 하나의 제1 에너지 준위를 서로 공유하고, 서로 독립적으로 양자화되는 적어도 하나의 제2 에너지 준위를 가질 수 있다.At least two or more well layers sequentially adjacent to the second conductivity type semiconductor layer may have at least one second energy level sharing at least one first energy level and being independently quantized from each other.

다른 실시예는 기판, 상기 기판 상의 제1 도전형 반도체층, 우물층들 및 장벽층들을 갖는 상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층, 상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층을 포함하며, 상기 우물층들 및 상기 장벽층들은 인듐을 포함하는 질화물 반도체층이고, 상기 우물층들 중 상기 제2 도전형 반도체층으로부터 순차적으로 인접하는 적어도 2개 이상의 우물층들 사이에 위치하는 제1 장벽층의 인듐 함유량은 나머지 우물층들 사이에 위치하는 제2 장벽층의 인듐 함유량보다 크고, 상기 우물층들의 인듐 함유량보다 작다.Another embodiment includes a substrate, an active layer on the first conductive semiconductor layer having a first conductivity type semiconductor layer on the substrate, well layers and barrier layers, and a second conductivity type semiconductor layer on the active layer, And the barrier layers are nitride semiconductor layers containing indium and the indium content of the first barrier layer located between at least two well layers sequentially adjacent to the second conductivity type semiconductor layer among the well layers Is greater than the indium content of the second barrier layer located between the remaining well layers and less than the indium content of the well layers.

실시예는 내부양자효율 및 광출력을 향상시킬 수 있다.The embodiment can improve internal quantum efficiency and light output.

도 1은 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸다.
도 2는 실시예에 따른 활성층의 다중 양자 우물 구조의 에너지 밴드 갭을 나타낸다.
도 3은 전류 주입시 도 2에 도시된 다중 양자 우물 구조의 복사 재결합을 나타낸다.
도 4는 전류 주입시 일반적인 다중 양자 우물 구조의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸다.
도 5는 실시예에 따른 전류 주입시 다중 양자 우물 구조의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸다.
도 6은 실시예에 따른 다중 양자 우물 구조의 광출력 특성을 나타낸다.
도 7은 실시예에 따른 다중 양자 우물 구조의 내부 양자 효율을 나타낸다.
도 8은 일반적인 활성층의 다중 양자 우물 구조의 에너지 밴드 갭을 나타낸다.
도 9는 전류 주입시 일반적인 활성층의 다중 양자 우물 구조의 복사 재결합을 나타낸다.
도 10은 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸다.
도 11은 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.1 shows a light emitting device according to an embodiment.
2 shows the energy band gap of the multiple quantum well structure of the active layer according to the embodiment.
Figure 3 shows the radiation recombination of the multiple quantum well structure shown in Figure 2 during current injection.
4 shows an energy band diagram of a general multiple quantum well structure upon current injection.
5 shows an energy band diagram of a multiple quantum well structure upon current injection according to an embodiment.
6 shows the optical output characteristics of the multiple quantum well structure according to the embodiment.
7 shows the internal quantum efficiency of a multiple quantum well structure according to an embodiment.
8 shows the energy band gap of a multiple quantum well structure of a general active layer.
9 shows the radiation recombination of a multiple quantum well structure of a general active layer during current injection.
10 shows a light emitting device according to another embodiment.
11 shows a light emitting device package according to an embodiment.

이하 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), region, pattern or structure is formed "on" or "under" a substrate, each layer The terms " on "and " under " encompass both being formed" directly "or" indirectly " In addition, the criteria for above or below 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. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.

도 1은 실시예에 따른 발광 소자(100)를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 발광 소자(100)는 기판(110), 발광 구조물(120), 전도층(130), 제1 전극(142), 및 제2 전극(144)을 포함한다.1 shows a light emitting device 100 according to an embodiment. Referring to FIG. 1, a light emitting device 100 includes a substrate 110, a light emitting structure 120, a conductive layer 130, a first electrode 142, and a second electrode 144.

기판(110)은 사파이어 기판, 실리콘(Si) 기판, 산화아연(ZnO) 기판, 및 질화물 반도체 기판 중 어느 하나 또는 GaN, InGaN, AlGaN, AlInGaN 중에서 적어도 어느 하나가 적층된 템플레이트(Template) 기판일 수 있다.The substrate 110 may be any one of a sapphire substrate, a silicon substrate, a zinc oxide (ZnO) substrate, a nitride semiconductor substrate, or a template substrate in which at least one of GaN, InGaN, AlGaN, and AlInGaN is stacked. have.

발광 구조물(120)은 기판(110) 상에 배치되며, 제1 도전형 반도체층(122), 활성층(124), 및 제2 도전형 반도체층(126)이 적층된 구조이다. 또한 발광 구조물(120)은 제1 도전형 반도체층(122)의 일부를 노출하도록 제2 도전형 반도체층(126), 활성층(124) 그리고 제1 도전형 반도체층(122)의 일부가 식각된다.The light emitting structure 120 is disposed on the substrate 110 and has a structure in which the first conductive semiconductor layer 122, the active layer 124, and the second conductive semiconductor layer 126 are stacked. The light emitting structure 120 may partially etch the second conductivity type semiconductor layer 126, the active layer 124, and the first conductivity type semiconductor layer 122 to expose a portion of the first conductivity type semiconductor layer 122 .

격자 상수 및 열 팽창 계수의 차이를 완화시키기 위하여 기판(110)과 발광 구조물(120) 사이에는 버퍼층(미도시)이 개재될 수 있으며, 또한 제1 도전형 반도체층(122)의 결정성 향상을 위하여 언도프트 반도체층(미도시)이 개재될 수 있다.A buffer layer (not shown) may be interposed between the substrate 110 and the light emitting structure 120 to mitigate the difference between the lattice constant and the thermal expansion coefficient, and the crystallinity of the first conductivity type semiconductor layer 122 may be improved An undoped semiconductor layer (not shown) may be interposed.

이때 버퍼층은 저온 성장될 수 있으며, 그 물질은 GaN층 또는 AlN층일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 언도프트 반도체층은 n형 도펀트가 도핑되지 않아 제1 도전형 반도체층(122)에 비하여 낮은 전기 전도성을 갖는 것을 제외하고는 제1 도전형 반도체층(122)과 동일할 수 있다.At this time, the buffer layer may be grown at a low temperature, and the material may be a GaN layer or an AlN layer, but the present invention is not limited thereto. The n-type dopant is not doped, And may be the same as the first conductivity type semiconductor layer 122 except for having electrical conductivity.

전도층(130)은 활성층(124)으로부터 제2 도전형 반도체층(126)으로 방출되는 빛의 추출 효율을 증가시키기 위하여 제2 도전형 반도체층(126) 상에 배치된다. 전도층은 투과율이 높은 투명한 산화물계 물질, 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide), TO(Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 및 ZnO(Zinc Oxide) 등으로 이루어질 수 있다.The conductive layer 130 is disposed on the second conductive type semiconductor layer 126 to increase extraction efficiency of light emitted from the active layer 124 to the second conductive type semiconductor layer 126. The conductive layer may be formed of a transparent oxide material having a high transmittance such as ITO (Indium Tin Oxide), TO (Tin Oxide), IZO (Indium Tin Zinc Oxide), ITZO (Indium Tin Zinc Oxide), ZnO have.

제1 전극(142)은 식각에 의하여 노출되는 제1 도전형 반도체층(122) 상에 배치되며, 제2 전극(144)은 전도층(130) 상에 배치된다.The first electrode 142 is disposed on the first conductive semiconductor layer 122 exposed by etching and the second electrode 144 is disposed on the conductive layer 130.

제1 도전형 반도체층(122)은 기판(110) 상에 배치되며, n형 반도체층일 수 있다. 예컨대, 제1 도전형 반도체층(122)은 In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.The first conductive semiconductor layer 122 is disposed on the substrate 110 and may be an n-type semiconductor layer. For example, the first conductivity type semiconductor layer 122 may be a semiconductor material having a composition formula of In _x Al _y Ga ₁ _-x- _y N (0? X? 1, 0? _Y? 1, 0? _X + For example, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN and the like and n-type dopants such as Si, Ge, Sn, Se and Te can be doped.

활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122) 상에 배치된다.The active layer 124 is disposed on the first conductivity type semiconductor layer 122.

제2 도전형 반도체층(126)은 활성층(124) 상에 배치되며, p형 반도체층일 수 있다. 예컨대, 제2 도전형 반도체층(126)은 In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.The second conductive semiconductor layer 126 is disposed on the active layer 124 and may be a p-type semiconductor layer. For example, the second conductivity type semiconductor layer 126 may be a semiconductor material having a composition formula of In _x Al _y Ga ₁ _-x- _y N (0? X? 1, 0? _Y? 1, 0? _X + For example, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN and the like, and p-type dopants such as Mg, Zn, Ca, Sr and Ba can be doped.

활성층(124)은 n형 반도체층(122)으로부터 제공되는 전자(electron)와 p형 반도체층(126)으로부터 제공되는 정공(hole)의 결합(recombination) 과정에서 발생하는 에너지에 의해 광을 생성할 수 있다.The active layer 124 generates light by energy generated during recombination of electrons provided from the n-type semiconductor layer 122 and holes provided from the p-type semiconductor layer 126 .

활성층(124)은 In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함할 수 있으며, 활성층(124)은 양자 우물층 및 양자 장벽층이 교대로 2회 이상 적층되는 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well)일 수 있다. The active layer 124 may include a semiconductor material having a composition formula of In _x Al _y Ga ₁ _-x- _y N (0? X? 1, 0? _Y? 1, 0? _X + y? 1) The quantum well layer 124 may be a multiple quantum well structure (MQW) in which a quantum well layer and a quantum barrier layer are alternately stacked two or more times.

이때 다중 양자 우물 구조는 제1 도전형 반도체층(122)으로부터 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 이격하여 배치되는 양자 우물층들과 양자 장벽층들을 포함한다. 이때 양자 장벽층들 각각은 인접하는 양자 우물층들 사이에 배치된다.At this time, the multiple quantum well structure includes quantum well layers and quantum barrier layers which are spaced apart from the first conductivity type semiconductor layer 122 in the direction of the second conductivity type semiconductor layer 126. Wherein each of the quantum barrier layers is disposed between adjacent quantum well layers.

다중 양자 우물 구조에서 제2 도전형 반도체(126)으로부터 순차적으로 인접하는 적어도 2개 이상의 양자 우물층들(이하 "제1 양자 우물층들"이라 한다) 사이의 적어도 2개 이상의 양자 장벽층들(이하 "제1 양자 장벽층들"이라 한다)의 에너지 밴드 갭은 제1 양자 장벽층들을 제외한 나머지 양자 장벽층들(이하 "제2 양자 장벽층들"이라 한다)의 에너지 밴드 갭보다 작다.At least two quantum barrier layers (hereinafter referred to as " first quantum well layers ") between at least two or more quantum well layers (hereinafter referred to as "first quantum well layers") sequentially adjacent to the second conductivity type semiconductor 126 in the multiple quantum well structure Hereinafter, referred to as "first quantum barrier layers") is smaller than the energy band gap of the remaining quantum barrier layers (hereinafter referred to as "second quantum barrier layers") except for the first quantum barrier layers.

즉, 제1 양자 장벽층들의 에너지 밴드 갭은 제1 양자 우물층들을 제외한 나머지 양자 우물층들(이하 "제2 양자 우물층들"이라 한다)과 인접하는 제2 양자 장벽층들의 에너지 밴드 갭보다 작다.That is, the energy band gap of the first quantum barrier layers is smaller than the energy band gap of the remaining quantum well layers (hereinafter referred to as "second quantum well layers") except for the first quantum well layers and the adjacent second quantum barrier layers small.

또한 제1 양자 우물층들은 기준 에너지 밴드를 경계로 하여 연속적인 에너지 준위와 양자화된 에너지 준위를 갖는다. 여기서 기준 에너지 밴드는 제1 양자 장벽층들의 에너지 밴드일 수 있다. The first quantum well layers have a continuous energy level and a quantized energy level with reference to the reference energy band. Where the reference energy band may be the energy band of the first quantum barrier layers.

제1 양자 우물층들은 기준 에너지 밴드보다 높은 에너지 밴드에서는 벌크(bulk)에서 보여지는 연속적인 에너지 준위(continuous energy level)를 서로 공유하며, 기준 에너지 밴드보다 낮은 에너지 밴드에서는 각각이 개별적으로 양자화된다.The first quantum well layers share a continuous energy level seen in bulk at energy bands higher than the reference energy band and are individually quantized at energy bands lower than the reference energy band.

도 2는 실시예에 따른 활성층(124)의 다중 양자 우물 구조(MQW)의 에너지 밴드 갭을 나타낸다. 도 2를 참조하면, 다중 양자 우물 구조(MQW)는 제1 반도체층(122)과 제2 반도체층(126) 사이에 서로 이격하는 7개의 양자 우물층들(QW1 내지 QW7)과 6개의 양자 장벽층들(QB1 내지 QB6)을 포함한다. 이때 양자 장벽층들 중 어느 하나의 장벽층은 인접하는 우물층들(QW1과 QW2, QW2과 QW3, QW3과 QW4, QW4과 QW5, QW5과 QW6, 및 QW6과 QW7) 사이에 배치된다. 양자 우물층들(QW1 내지 QW7)의 에너지 밴드 갭(E3)은 서로 동일하다.2 shows the energy band gap of the multiple quantum well structure (MQW) of the active layer 124 according to the embodiment. Referring to FIG. 2, the multiple quantum well structure (MQW) includes seven quantum well layers QW1 through QW7 spaced from each other between the first semiconductor layer 122 and the second semiconductor layer 126 and six quantum well layers Layers QB1 to QB6. Wherein one of the barrier layers is disposed between adjacent well layers (QW1 and QW2, QW2 and QW3, QW3 and QW4, QW4 and QW5, QW5 and QW6, and QW6 and QW7). The energy band gap E3 of the quantum well layers QW1 to QW7 are equal to each other.

제2 도전형 반도체층(126)으로부터 순차적으로 인접하는 4개의 양자 우물층들(QW4 내지 QW7)이 "제1 양자 우물층들"이 되며, 제1 양자 우물층들을 제외한 나머지 양자 우물층들(QW1 내지 QW3)이 제2 양자 우물층들이 된다.The four quantum well layers QW4 to QW7 sequentially adjacent to the second conductivity type semiconductor layer 126 become "first quantum well layers ", and the remaining quantum well layers (except for the first quantum well layers QW1 to QW3 are the second quantum well layers.

인접하는 제1 양자 우물층들(QW4 내지 QW7) 사이의 배치되는 장벽층이 "제1 양자 장벽층들(QB4 내지 QB6)"이 된다. 또한 제1 양자 장벽층들(QB4 내지 QB6)을 제외한 나머지 양자 장벽층들(QB1 내지 QB3)이 "제2 양자 장벽층들"이 된다.The barrier layers disposed between the adjacent first quantum well layers QW4 to QW7 become "first quantum barrier layers QB4 to QB6 ". The remaining quantum barrier layers QB1 to QB3 except for the first quantum barrier layers QB4 to QB6 become "second quantum barrier layers. &Quot;

제2 양자 우물층들(QW1 내지 QW3) 및 제1 양자 우물층들(QW4 내지 QW7)의 에너지 밴드 갭(E3)은 모두 동일하다. 그리고 제1 양자 장벽층들(QB4, QB5, QB6)의 에너지 밴드 갭(E2)은 제1 양자 우물층들(QW1 내지 QW3) 및 제2 양자 우물층들(QW4 내지 QW7)의 에너지 밴드 갭(E3)보다 크고, 제2 양자 장벽층들(QB1, QB2, QB3)의 에너지 밴드 갭(E1)보다 작다(E3<E2<E1).The energy band gap E3 of the first quantum well layers QW1 to QW7 and the second quantum well layers QW1 to QW3 are all the same. The energy band gap E2 of the first quantum barrier layers QB4, QB5 and QB6 is greater than the energy band gap of the first quantum well layers QW1 to QW3 and the second quantum well layers QW4 to QW7 E3 and is smaller than the energy band gap E1 of the second quantum barrier layers QB1, QB2 and QB3 (E3 <E2 <E1).

제1 양자 우물층들(QW4 내지 QW7) 사이에 존재하는 제1 양자 장벽층들(QB4 내지 QB6)의 에너지 밴드 갭을 제2 양자 장벽층들의 에너지 밴드 갭보다 낮게 함으로써, 제1 양자 우물층들(QW4 내지 QW7)은 적어도 하나의 제1 에너지 준위(예컨대, n=2)을 서로 공유하고, 서로 독립적으로 양자화되는 적어도 하나의 제2 에너지 준위(예컨대, n=1)를 갖는다. 여기서 적어도 하나의 제1 에너지 준위는 연속적인 양자 준위이고, 적어도 하나의 제2 에너지 준위는 양자화된 에너지 준위이다. 또한 적어도 하나의 제1 에너지 준위는 서로 다른 레벨을 갖는 다수의 연속적인 양자 준위들일 수 있고, 적어도 하나의 제2 에너지 준위는 다수의 서로 다른 레벨을 갖는 양자화된 에너지 준위들일 수 있다.By making the energy bandgap of the first quantum barrier layers QB4 through QB6 between the first quantum well layers QW4 through QW7 lower than the energy band gap of the second quantum barrier layers, QW7 share at least one first energy level (e.g., n = 2) and at least one second energy level (e.g., n = 1) that is independently quantized. Wherein the at least one first energy level is a continuous quantum level and the at least one second energy level is a quantized energy level. Also, the at least one first energy level may be a plurality of consecutive quantum levels having different levels, and the at least one second energy level may be quantized energy levels having a plurality of different levels.

도 8은 일반적인 활성층의 다중 양자 우물 구조의 에너지 밴드 갭을 나타낸다. 도 8을 참조하면, 일반적으로 양자 우물층 내의 양자화 에너지 준위들은 양자 역학적으로 일정량의 전자 혹은 정공만을 보유할 수 있다. 따라서, 전자 주입층으로부터 주입되는 전자 또는 정공 주입층으로부터 주입되는 정공의 수량이 충분히 많을 경우, 양자 우물층(W1 내지 W7) 내에 효과적으로 속박되지 않는 잉여 전자들 혹은 잉여 정공들이 발생할 수 있다. 이러한 잉여 전자들 혹은 잉여 정공들은 빛을 발생시키는데 참여하지 않고 활성층 내에서 자체 소멸되거나 혹은 활성층 외부로 누설된다. 결국, 주입되는 전류가 증가하게 되면 전자와 정공의 비발광 손실이 증가하게 되어 활성층의 발광 효율(내부양자효율: Internal Quantum Efficiency)이 감소할 수 있다.8 shows the energy band gap of a multiple quantum well structure of a general active layer. Referring to FIG. 8, generally, the quantized energy levels in the quantum well layer can quantitatively hold only a certain amount of electrons or holes. Therefore, when the quantity of holes injected from the electron injection layer or from the hole injection layer is sufficiently large, surplus electrons or excess holes that do not effectively constrain the quantum well layers W1 to W7 may be generated. These surplus electrons or excess electrons do not participate in generating light and are self-extinguished in the active layer or leak out of the active layer. As a result, when the injected current increases, the non-emission loss of electrons and holes increases, and the emission efficiency (internal quantum efficiency) of the active layer may decrease.

특히 고전류 주입시 일반적으로 정공의 이동도가 낮기 때문에 다중 양자 우물 구조 전체에 정공의 주입이 원활하고 균일하게 이루어지지 않는다. 따라서 다중 양자 우물 구조의 마지막 양자 우물(W7)에서 주로 발광이 일어나게 된다. 이로 인하여 활성층의 전 영역에서 균일한 발광이 일어나지 않게 되어 발광 효율이 감소할 수 있다.In particular, since the mobility of holes is generally low when a high current is injected, the injection of holes into the entire multi-quantum well structure is not smooth and uniform. Therefore, the light is mainly emitted in the last quantum well (W7) of the multiple quantum well structure. Therefore, uniform light emission does not occur in the entire region of the active layer, and the light emission efficiency can be reduced.

그러나 도 2는 실시예에 따른 활성층(124)의 다중 양자 우물 구조는 전류 주입시 서로 공유하고 있는 적어도 하나의 제1 에너지 준위(예컨대, n=2)를 통하여 효율적으로 전자나 정공이 제1 양자 우물층들(QW4 내지 QW7) 내로 균일하게 이동(transport)하여 배분될 수 있으며, 제1 양자 우물층들(QW4 내지 QW7) 각각의 양자화된 적어도 하나의 제2 에너지 준위에서 독립적으로 발광을 할 수 있다. 따라서 4개의 양자 우물층(QW4 내지 QW7)이 균일하게 발광할 수 있고, 이를 통해 전류 주입시 발광 소자(100)의 내부 양자 효율(IQE) 및 광출력(output power) 특성을 개선할 수 있다. However, FIG. 2 illustrates that the multiple quantum well structure of the active layer 124 according to the embodiment efficiently excites electrons and holes through the first quantum well (e. G., N = 2) Can be uniformly transported and distributed into the well layers QW4 to QW7 and can emit light independently at at least one second energy level of the quantized first quantum well layers QW4 to QW7 have. Therefore, the four quantum well layers QW4 to QW7 can emit light uniformly, thereby improving the internal quantum efficiency (IQE) and the output power characteristic of the light emitting device 100 during current injection.

도 9는 전류 주입시 일반적인 활성층의 다중 양자 우물 구조의 복사 재결합을 나타내며, 도 3은 전류 주입시 도 2에 도시된 다중 양자 우물 구조(MQW)의 복사 재결합을 나타낸다. 도 3 및 도 9를 참조하면, 전류(예컨대, I= 600A/m, A/m은 Ampere per meter이다) 주입시, 일반적인 다중 양자 우물 구조에서는 마지막 양자 우물층(W7)에서 주로 발광이 일어나는 반면에, 실시예 따른 다중 양자 우물 구조에서는 4개의 제1 양자 우물층들(QW4 내지 QW7) 각각에서 복사 재결합(radiative recombination)에 의한 발광이 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서 전류 주입시 다중 양자 우물 구조의 마지막 양자 우물(W7)에서 주로 발광이 일어나는 일반적인 다중 양자 우물 구조에 비하여, 실시예는 내부 양자 효율(IQE)이 향상될 수 있다.Fig. 9 shows a radiation recombination of a multiple quantum well structure of a general active layer upon current injection, and Fig. 3 shows a radiation recombination of a multiple quantum well structure (MQW) shown in Fig. 2 upon current injection. Referring to FIGS. 3 and 9, when a current (for example, I = 600 A / m, A / m is an ampere per meter) is injected, light emission mainly occurs in the final quantum well layer W7 in a general multiple quantum well structure And in the multiple quantum well structure according to the embodiment, light emission by radiative recombination occurs in each of the first four quantum well layers QW4 to QW7. Accordingly, the internal quantum efficiency (IQE) of the embodiment can be improved as compared with a general multiple quantum well structure in which light is mainly emitted in the last quantum well W7 of the multiple quantum well structure during current injection.

도 4는 전류 주입시 일반적인 다중 양자 우물 구조의 에너지 밴드 다이어그램을 나타내며, 도 5는 실시예에 따른 전류 주입시 다중 양자 우물 구조의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸다.FIG. 4 illustrates an energy band diagram of a conventional multiple quantum well structure during current injection, and FIG. 5 illustrates an energy band diagram of a multiple quantum well structure during current injection according to an embodiment.

도 4를 참조하면, 일반적인 다중 양자 우물 구조에서는 파동 함수(wave function, 501)가 양자 우물층들(W1 내지 W7)의 양자화된 에너지 준위에 위치한다. 반면에 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 다중 양자 우물 구조에서는 제1 양자 우물층들(QW4 내지 QW7)의 양자화된 에너지 준위에 파동 함수들이 존재함은 물론 서로 공유하는 연속적인 양자 에너지 준위에도 파동 함수들이 존재하므로 제1 양자 우물층들(QW4 내지 QW7) 내에 균일하게 정공이 분배됨을 알 수 있다. 또한 실시예의 경우 활성층 내에 정공의 페르미 레벨(Quasi-Fermi level, 603)이 일반적인 다중 양자 우물 구조의 페르미 레벨(503)보다 더 낮기 때문에 활성층 내에 정공이 더 많이 분포할 수 있는 확률이 높다는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, in a general multiple quantum well structure, a wave function 501 is located at a quantized energy level of the quantum well layers W1 to W7. On the other hand, referring to FIG. 5, in the multiple quantum well structure according to the embodiment, not only the wave functions exist in the quantized energy levels of the first quantum well layers QW4 to QW7 but also the continuous quantum energy levels It can be seen that the holes are uniformly distributed in the first quantum well layers QW4 to QW7. Further, in the embodiment, since the quasi-fermi level (603) of holes in the active layer is lower than the Fermi level (503) of the general multiple quantum well structure, it is found that there is a high probability that holes are more distributed in the active layer have.

도 6은 실시예에 따른 다중 양자 우물 구조의 광출력(output power) 특성을 나타내고, 도 7은 실시예에 따른 다중 양자 우물 구조의 내부 양자 효율을 나타낸다. 여기서 g1 및 f1 각각은 실시예에 따른 다중 양자 우물 구조를 갖는 발광 소자의 광출력(output Power) 및 내부양자효율(IQE)을 나타내고, g2 및 f2는 일반적인 다중 양자 우물 구조를 갖는 발광 소자의 광출력 및 내부양자효율을 나타낸다.FIG. 6 shows the output power characteristics of the multiple quantum well structure according to the embodiment, and FIG. 7 shows the internal quantum efficiency of the multiple quantum well structure according to the embodiment. Here, g1 and f1 respectively denote the output power and the internal quantum efficiency (IQE) of the light emitting device having the multiple quantum well structure according to the embodiment, g2 and f2 denote the optical power of the light emitting device having the general multiple quantum well structure Output and internal quantum efficiency.

도 6 및 도 7을 참조하면, 전류(예컨대, I=600A/m) 주입시 g1 > g2이고, f1 > f2이다. 따라서 전류 주입시, 실시예에 따른 발광 소자는 광출력 및 내부양자효율이 향상된다.6 and 7, g1 > g2 and f1 > f2 at the time of current injection (for example, I = 600 A / m). Therefore, in the current injection, the light emitting device according to the embodiment has improved light output and internal quantum efficiency.

제1 및 제2 양자 우물층들(QW1 내지 QW7)은 In_xGa₁ _- _xN(0≤x≤1)의 조성을 가질 수 있고, 제1 양자 장벽층들(QB4 내지 QB6)은 In_yGa₁ _- _yN(0≤y≤1)의 조성을 가질 수 있으며, 제2 양자 장벽층들(QB1 내지 QB3)은 In_zGa₁ _- _zN(0≤z≤1)의 조성을 가질 수 있다.The first and second quantum well layers (QW1 to QW7) is In _x Ga ₁ _- may have a composition of _x N (0≤x≤1), the first quantum barrier layer (QB4 to QB6) is In _y Ga ₁ _- _y N may have a composition of (0≤y≤1), the second quantum barrier layer (QB1 to QB3) are in _z Ga ₁ _- _z N can have the following composition of (0≤z≤1).

제1 양자 장벽층들(QB4 내지 QB6)의 인듐(In)의 함량비(y)는 제2 양자 장벽층들(QB1 내지 QB3)의 인듐(In)의 함량비(z)보다 크고, 제1 및 제2 양자 우물층들의 인듐의 함량비(x)보다 작다(z<y<x).The content ratio y of indium of the first quantum barrier layers QB4 to QB6 is larger than the content ratio z of indium of the second quantum barrier layers QB1 to QB3, And indium content ratio (x) of the second quantum well layers (z < y < x).

예컨대, 제1 및 제2 양자 우물층들(QW1 내지 QW7)의 인듐 함량비(x)는 0.14~ 0.15이고, 바람직하게는 0.147일 수 있다. 또한 제1 양자 장벽층들(QB4 내지 QB6)의 인듐 함량비(y)는 0.05 ~ 0.1이고, 바람직하게는 0.08일 수 있다. 제2 양자 장벽층들(QB1 내지 QB3)의 인듐 함량비(z)는 0.01 ~ 0.05이고, 바람직하게는 0.02일 수 있다.For example, the indium content ratio x of the first and second quantum well layers QW1 to QW7 may be 0.14 to 0.15, preferably 0.147. Also, the indium content ratio (y) of the first quantum barrier layers (QB4 to QB6) may be 0.05 to 0.1, preferably 0.08. The indium content ratio (z) of the second quantum barrier layers (QB1 to QB3) is 0.01 to 0.05, preferably 0.02.

캐리어(carrier) 속박을 위하여 제1 양자 장벽층들(QB4 내지 QB6)의 두께 또는 폭은 5nm ~ 15nm일 수 있다. 또한 적어도 하나의 양자화된 에너지 준위를 갖기 위하여 제1 양자 우물층들(QW4 내지 QW7)의 두께 또는 폭은 10nm ~ 15nm일 수 있다.The thickness or width of the first quantum barrier layers QB4 to QB6 for carrier binding may be between 5 nm and 15 nm. Also, the thickness or the width of the first quantum well layers QW4 to QW7 may be 10 nm to 15 nm so as to have at least one quantized energy level.

도 10은 다른 실시예에 따른 발광 소자(200)를 나타낸다. 도 10을 참조하면, 발광 소자(200)는 제2 전극층(205), 보호층(230), 발광 구조물(240), 패시베이션층(250), 및 제1 전극(255)을 포함한다.10 shows a light emitting device 200 according to another embodiment. Referring to FIG. 10, the light emitting device 200 includes a second electrode layer 205, a passivation layer 230, a light emitting structure 240, a passivation layer 250, and a first electrode 255.

제2 전극층(205)은 지지 기판(210), 접합층(215), 반사층(220), 및 오믹층(225)을 포함한다. 지지 기판(210)은 발광 구조물(240)을 지지하며, 제1 전극(255)과 함께 발광 구조물(240)에 전원을 제공한다. 지지 기판(210)은 전도성이며, 예를 들어, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예를 들어, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The second electrode layer 205 includes a support substrate 210, a bonding layer 215, a reflective layer 220, and an ohmic layer 225. The support substrate 210 supports the light emitting structure 240 and provides power to the light emitting structure 240 together with the first electrode 255. The support substrate 210 is conductive and may be formed of a material such as copper (Cu), gold (Au), nickel (Ni), molybdenum (Mo), copper-tungsten , Ge, GaAs, ZnO, SiC).

접합층(215)은 지지 기판(210) 상에 형성된다. 접합층(215)은 본딩층으로서, 반사층(220) 아래에 형성된다. 접합층(215)은 반사층(220) 및 오믹층(225)에 접촉되어 반사층(220)과 오믹층(225)이 지지 기판(210)에 접합될 수 있도록 한다. 접합층(215)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The bonding layer 215 is formed on the supporting substrate 210. The bonding layer 215 is formed as a bonding layer below the reflective layer 220. The bonding layer 215 is in contact with the reflective layer 220 and the ohmic layer 225 so that the reflective layer 220 and the ohmic layer 225 can be bonded to the supporting substrate 210. The bonding layer 215 includes a barrier metal or a bonding metal and may include at least one of Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag or Ta.

반사층(220)은 접합층(215) 상에 형성된다. 반사층(220)은 발광 구조물(240)로부터 입사되는 광을 반사시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 반사층(220)은 예를 들어, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한 반사층(220)은 금속 또는 합금과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 예를 들어, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다. 반사층(220)은 광 효율을 증가시키기 위한 것으로 반드시 형성되어야 하는 것은 아니다.A reflective layer 220 is formed on the bonding layer 215. The reflective layer 220 reflects light incident from the light emitting structure 240, thereby improving light extraction efficiency. The reflective layer 220 may be formed of a metal or an alloy including at least one of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au and Hf. The reflective layer 220 may be formed of a metal or an alloy and a transparent conductive material such as IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, or ATO. IZO / Ag / Ni, AZO / Ag / Ni, or the like. The reflective layer 220 is for increasing the light efficiency and is not necessarily formed.

오믹층(225)은 반사층(220) 상에 형성된다. 오믹층(225)은 발광 구조물(240)의 제2 도전형 반도체층(242)에 오믹 접촉되어 발광 구조물(240)에 전원이 원활히 공급되도록 한다. 오믹층(225)은 투광성 전도층과 금속을 선택적으로 사용할 수 있으며, 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), IrO_x, RuO_x, RuO_x/ITO, Ni, Ag, Ni/IrO_x/Au, 및 Ni/IrO_x/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다.The ohmic layer 225 is formed on the reflective layer 220. The ohmic layer 225 is in ohmic contact with the second conductivity type semiconductor layer 242 of the light emitting structure 240 to supply power to the light emitting structure 240 smoothly. The ohmic layer 225 may selectively use a transparent conductive layer and a metal. The ohmic layer 225 may be made of a metal such as ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), IZTO (indium zinc tin oxide), IAZO indium gallium zinc oxide), IGTO (indium gallium tin oxide), AZO (aluminum zinc oxide), ATO (antimony tin oxide), GZO (gallium zinc oxide), IrO _x , RuO _x , RuO _x / Ni / IrO _x / Au, and Ni / IrO _x / Au / ITO.

오믹층(225)은 제2 도전형 반도체층(242)에 캐리어의 주입을 원활히 하기 위한 것으로, 반드시 형성되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 오믹층(225)을 따로 형성하지 않고, 반사층(220)으로 사용되는 물질은 제2 도전형 반도체층(242)과 오믹 접촉을 하는 물질로 선택하여 오믹 접촉을 이룰 수 있다.The ohmic layer 225 is provided for smoothly injecting carriers into the second conductivity type semiconductor layer 242 and is not necessarily formed. For example, instead of forming the ohmic layer 225 separately, the material used for the reflective layer 220 may be selected as a material that makes an ohmic contact with the second conductive semiconductor layer 242 to achieve ohmic contact.

보호층(230)은 제2 전극층(205) 상에 형성된다. 보호층(135)은 발광 구조물(240)과 접합층(215) 사이의 계면이 박리되어 발광 소자(200)의 신뢰성이 저하되는 현상을 감소시킬 수 있다. 보호층(135)은 전도성을 갖는 물질로 형성된 전도성 보호층 또는 비전도성을 갖는 물질로 형성된 비전도성 보호층일 수 있다.The protective layer 230 is formed on the second electrode layer 205. The protective layer 135 can reduce the phenomenon that the interface between the light emitting structure 240 and the bonding layer 215 is peeled off and the reliability of the light emitting device 200 is deteriorated. The protective layer 135 may be a conductive protective layer formed of a conductive material or a nonconductive protective layer formed of a nonconductive material.

발광 구조물(240)은 제2 전극층(205) 상에 형성된다. 발광 구조물(240)은 제2 전극층(205) 상에 제2 도전형 반도체층(242), 활성층(244), 및 제1 도전형 반도체층(246)이 순차로 적층된 구조일 수 있다.The light emitting structure 240 is formed on the second electrode layer 205. The light emitting structure 240 may have a structure in which the second conductive semiconductor layer 242, the active layer 244, and the first conductive semiconductor layer 246 are sequentially stacked on the second electrode layer 205.

활성층(244)은 도 2에서 설명한 제1 및 제2 양자 우물층들(QW1 내지 QW7), 제1 양자 장벽층들(QB4 내지 QB6), 및 제2 양자 장벽층들(QB1 내지 QB3)을 포함한다. 따라서 상술한 바와 같이, 전류 주입시 제1 양자 우물층들(QW4 내지 QW7) 각각에서 발광이 골고루 일어나므로 다중 양자 우물 구조의 내부양자효율을 향상되고, 광출력을 향상시킬 수 있다.The active layer 244 includes the first and second quantum well layers QW1 to QW7, the first quantum barrier layers QB4 to QB6 and the second quantum barrier layers QB1 to QB3 described in FIG. do. Therefore, as described above, since the light emission is uniformly generated in each of the first quantum well layers QW4 to QW7 during current injection, the internal quantum efficiency of the multiple quantum well structure can be improved and the light output can be improved.

패시베이션층(250)은 발광 구조물(240)을 전기적으로 보호하기 위하여 발광 구조물(240)의 측면 상에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 패시베이션층(250)은 SiO₂, SiO_x, SiO_xN_y,Si₃N₄, Al₂O₃로 형성될수 있다.The passivation layer 250 may be formed on the side of the light emitting structure 240 to electrically protect the light emitting structure 240, but the present invention is not limited thereto. For example, the passivation layer 250 is _{_{_{SiO 2, SiO x, SiO x}}} N y, Si ₃ N ₄ , Al ₂ O ₃ .

제1 도전형의 반도체층(246)의 상면은 광 추출 효율을 증가시키기 위해 러프니스 패턴(260)이 형성될 수 있다. 제1 전극(255)은 발광 구조물(240) 상면과 접촉하도록 형성된다. 제1 전극(255) 하부의 제1 도전형 반도체층(246) 부분에 러프니스 패턴(260)이 형성되거나 또는 형성되지 않을 수도 있다.The upper surface of the first conductive semiconductor layer 246 may be formed with a roughness pattern 260 to increase the light extraction efficiency. The first electrode 255 is formed to be in contact with the upper surface of the light emitting structure 240. The roughness pattern 260 may or may not be formed on the portion of the first conductive semiconductor layer 246 under the first electrode 255.

도 11은 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다. 도 11을 참조하면, 발광 소자 패키지는 패키지 몸체(710), 제1 금속층(712), 제2 금속층(714), 발광 소자(720), 반사판(725), 와이어(730), 및 봉지층(740)을 포함한다.11 shows a light emitting device package according to an embodiment. Referring to FIG. 11, the light emitting device package includes a package body 710, a first metal layer 712, a second metal layer 714, a light emitting device 720, a reflector 725, a wire 730, 740).

패키지 몸체(710)는 일측 영역에 캐버티(cavity)가 형성된 구조이다. 이때 캐버티의 측벽은 경사지게 형성될 수 있다. 패키지 몸체(710)는 실리콘 기반의 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package), 실리콘 기판, 실리콘 카바이드(SiC), 질화알루미늄(aluminum nitride, AlN) 등과 같이 절연성 또는 열전도도가 좋은 기판으로 형성될 수 있으며, 복수 개의 기판이 적층되는 구조일 수 있다. 실시 예는 상술한 몸체의 재질, 구조, 및 형상으로 한정되지 않는다.The package body 710 has a cavity in which a cavity is formed. At this time, the side wall of the cavity may be formed to be inclined. The package body 710 may be formed of a substrate having good insulating or thermal conductivity such as a silicon based wafer level package, a silicon substrate, silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN) Or may be a structure in which a plurality of substrates are stacked. The embodiments are not limited to the material, structure, and shape of the body described above.

제1 금속층(712) 및 제2 금속층(714)은 열 배출이나 발광 소자의 장착을 고려하여 서로 전기적으로 분리되도록 패키지 몸체(710)의 표면(710)에 배치된다. 발광 소자(720)는 제1 금속층(712) 및 제2 금속층(714)과 전기적으로 연결된다. 이때 발광 소자(720)는 도 1 또는 도 10에 도시된 발광 소자(100 또는 200)일 수 있다.The first metal layer 712 and the second metal layer 714 are disposed on the surface 710 of the package body 710 such that they are electrically separated from each other in consideration of heat dissipation or mounting of the light emitting device. The light emitting device 720 is electrically connected to the first metal layer 712 and the second metal layer 714. Here, the light emitting device 720 may be the light emitting device 100 or 200 shown in FIG. 1 or FIG.

예컨대, 발광 소자(200)의 제2 전극층(205)은 제2 금속층(714)에 전기적으로 연결되고, 제1 전극(255)은 와이어(730)의 일측과 접합되고, 와이어(730)의 타측은 제1 금속층(712)에 접합될 수 있다.For example, the second electrode layer 205 of the light emitting device 200 is electrically connected to the second metal layer 714, the first electrode 255 is bonded to one side of the wire 730, May be bonded to the first metal layer 712.

또한 예컨대, 도 7에는 도시되지 않았지만, 발광 소자(100)의 제1 전극(142)은 제1 금속층(712)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극(144)는 제2 금속층(714)과 전기적으로 연결될 수 있다.7, the first electrode 142 of the light emitting device 100 is electrically connected to the first metal layer 712, the second electrode 144 is electrically connected to the second metal layer 714, .

반사판(725)은 발광 소자(100 또는 200)에서 방출된 빛을 소정의 방향으로 지향하도록 패키지 몸체(710)의 캐버티 측벽에 형성된다. 반사판(725)은 광반사 물질로 이루어지며, 예컨대, 금속 코팅이거나 금속 박편일 수 있다.The reflector 725 is formed on the cavity sidewall of the package body 710 so as to direct light emitted from the light emitting device 100 or 200 in a predetermined direction. The reflective plate 725 is made of a light reflecting material, and may be, for example, a metal coating or a metal flake.

봉지층(740)은 패키지 몸체(710)의 캐버티 내에 위치하는 발광 소자(720)를 포위하여 발광 소자(720)를 외부 환경으로부터 보호한다. 봉지층(740)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 무색 투명한 고분자 수지 재질로 이루어진다. 봉지층(740)은 발광 소자(720)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있도록 형광체가 포함될 수 있다. 발광 소자 패키지는 상기에 개시된 실시예들의 발광 소자들 중 적어도 하나를 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The encapsulation layer 740 surrounds the light emitting element 720 located in the cavity of the package body 710 to protect the light emitting element 720 from the external environment. The sealing layer 740 is made of a colorless transparent polymer resin material such as epoxy or silicone. The sealing layer 740 may include a phosphor to change the wavelength of light emitted from the light emitting device 720. The light emitting device package can mount at least one of the light emitting elements of the above-described embodiments, but is not limited thereto.

실시예에 따른 발광 소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 발광 소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다.A plurality of light emitting device packages according to embodiments may be arranged on a substrate, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, and the like may be disposed on the light path of the light emitting device package. The light emitting device package, the substrate, and the optical member may function as a backlight unit.

또 다른 실시예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.Still another embodiment may be implemented as a display device, an indicating device, and a lighting system including the light emitting device or the light emitting device package described in the above embodiments. For example, the lighting system may include a lamp and a streetlight.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 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 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

110 : 기판 120 : 발광 구조물
124 : 활성층 130 : 전도층
142 : 제1 전극 144 : 제2 전극
160 : n형 전극 170 : p형 전극
MQW : 다중 양자 우물 구조 QW4 내지 QW7: 제1 양자 우물층들
QW1 내지 QW3: 제2 양자 우물층들 QB4 내지 QB6 : 제1 양자 장벽층들 QB3 내지 QB: 제2 양자 장벽층들.110: substrate 120: light emitting structure
124: active layer 130: conductive layer
142: first electrode 144: second electrode
160: n-type electrode 170: p-type electrode
MQW: multiple quantum well structures QW4 to QW7: first quantum well layers
QW1 to QW3: second quantum well layers QB4 to QB6: first quantum barrier layers QB3 to QB: second quantum barrier layers.

Claims

기판: 및
상기 기판 상의 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층이 적층되는 발광 구조물을 포함하며,
상기 활성층은 서로 교대로 배치되는 우물층들 및 장벽층들 포함하고,
상기 우물층들 중에서 상기 제2 도전형 반도체층으로부터 순차적으로 배치되는 2개 이상의 제1 우물층들 사이의 제1 장벽층의 에너지 밴드 갭은 나머지 장벽층들의 에너지 밴드 갭보다 작고,
상기 제1 우물층들은 기준 에너지 밴드보다 높은 에너지 밴드에서는 연속적인 에너지 준위를 서로 공유하며, 상기 기준 에너지 밴드보다 낮은 에너지 밴드에서는 양자화된 에너지 준위를 가지며, 상기 기준 에너지 밴드는 상기 제1 장벽층의 에너지 밴드인 발광 소자.Substrate: and
And a light emitting structure on which the first conductivity type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer are stacked,
Wherein the active layer comprises well layers and barrier layers alternating with each other,
Wherein an energy band gap of the first barrier layer between two or more first well layers sequentially disposed from the second conductive type semiconductor layer among the well layers is smaller than an energy band gap of the remaining barrier layers,
Wherein the first well layers share a continuous energy level at energy bands higher than a reference energy band and have quantized energy levels at an energy band lower than the reference energy band, A light emitting element which is an energy band.

제1항에 있어서,
상기 우물층들 각각의 에너지 밴드 갭은 서로 동일한 발광 소자. The method according to claim 1,
And the energy band gaps of the well layers are equal to each other.

제1항에 있어서,
상기 제1 장벽층의 에너지 밴드 갭은 상기 장벽층들 중에서 상기 제1 장벽층을 제외한 나머지인 제2 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the energy band gap of the first barrier layer is smaller than the energy band gap of the second barrier layer excluding the first barrier layer among the barrier layers.

제1항에 있어서,
상기 연속적인 에너지 준위는 서로 다른 레벨을 갖는 다수의 양자 준위들을 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the continuous energy level includes a plurality of quantum states having different levels.

기판: 및
상기 기판 상의 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층이 적층되는 발광 구조물을 포함하며,
상기 활성층은 교대로 배치되는 우물층들 및 장벽층들을 포함하고,
상기 제2 도전형 반도체층으로부터 순차적으로 배치되는 2개 이상의 제1 우물층들 사이의 제1 장벽층의 에너지 밴드 갭은 나머지 장벽층들의 에너지 밴드 갭보다 작고,
상기 제1 우물층들은 적어도 하나의 제1 에너지 준위를 서로 공유하고, 서로 독립적으로 양자화되는 적어도 하나의 제2 에너지 준위를 갖는 발광 소자.Substrate: and
And a light emitting structure on which the first conductivity type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer are stacked,
Wherein the active layer comprises well layers and barrier layers that are alternately disposed,
The energy band gap of the first barrier layer between two or more first well layers sequentially disposed from the second conductivity type semiconductor layer is smaller than the energy band gap of the remaining barrier layers,
Wherein the first well layers share at least one first energy level and have at least one second energy level that is independently quantized from each other.

제1항에 있어서,
상기 제1 장벽층의 두께는 5nm ~ 15nm인 발광 소자.The method according to claim 1,
And the thickness of the first barrier layer is 5 nm to 15 nm.

제1항에 있어서,
상기 제2 도전형 반도체층으로부터 순차적으로 배치되는 제1 우물층들 사이의 제1 장벽층과 나머지 장벽층들의 인듐(In) 함량이 다른 발광 소자.The method according to claim 1,
And the indium (In) content of the first barrier layer and the remaining barrier layers are different between the first well layers sequentially disposed from the second conductivity type semiconductor layer.

기판; 및
상기 기판 상의 제1 도전형 반도체층, 우물층들 및 장벽층들을 갖는 상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층, 및 상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 포함하며,
상기 우물층들 및 상기 장벽층들은 인듐을 포함하는 질화물 반도체층이고,
상기 우물층들 중 상기 제2 도전형 반도체층으로부터 순차적으로 배치되는 2개 이상의 제1 우물층들 사이에 위치하는 제1 장벽층의 인듐 함유량은 나머지 우물층들 사이에 위치하는 제2 장벽층의 인듐 함유량보다 크고, 상기 우물층들의 인듐 함유량보다 작고,
상기 제1 우물층들은 기준 에너지 밴드보다 높은 에너지 밴드에서는 연속적인 에너지 준위를 서로 공유하며, 상기 기준 에너지 밴드보다 낮은 에너지 밴드에서는 양자화된 에너지 준위를 가지며, 상기 기준 에너지 밴드는 상기 제1 장벽층의 에너지 밴드인 발광 소자.Board; And
A light emitting structure including an active layer on the first conductivity type semiconductor layer having a first conductivity type semiconductor layer, well layers and barrier layers on the substrate, and a second conductivity type semiconductor layer on the active layer,
Wherein the well layers and the barrier layers are a nitride semiconductor layer comprising indium,
The indium content of the first barrier layer located between two or more first well layers sequentially disposed from the second conductivity type semiconductor layer of the well layers is greater than the indium content of the second barrier layer located between the remaining well layers Indium content, less than the indium content of the well layers,
Wherein the first well layers share a continuous energy level at energy bands higher than a reference energy band and have quantized energy levels at an energy band lower than the reference energy band, A light emitting element which is an energy band.

제8항에 있어서,
상기 우물층들의 조성은 In_xGa_1-xN(0≤x≤1)이고, 상기 제1 장벽층의 조성은 In_yGa_1-yN(0≤y≤1)이고, 상기 제2 장벽층의 조성은 In_zGa_1-zN(0≤z≤1)이고, z < y < x인 발광 소자.9. The method of claim 8,
Wherein the composition of the well layers is In _x Ga _1-x N (0 _{? X} ? 1), the composition of the first barrier layer is In _y Ga ₁ -yN (0 _{? Y} ? 1) Wherein the composition of the layer is In _z Ga _1-z N (0? _Z ? 1), and z <y <x.

제8항에 있어서,
x는 0.14 ~ 0.15이고, y는 0.05 ~ 0.1이고, z는 0.01 ~ 0.05인 발광 소자.9. The method of claim 8,
x is 0.14 to 0.15, y is 0.05 to 0.1, and z is 0.01 to 0.05.

제1항 또는 제8항에 있어서,
상기 발광 구조물은 상기 제1 도전형 반도체층의 일부를 노출하도록 상기 제2 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 식각되며,
상기 제2 도전형 반도체층 상의 전도층;
상기 식각에 의하여 노출되는 제1 도전형 반도체층 상의 제1 전극; 및
상기 전도층 상의 제2 전극을 더 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1 or 8,
The light emitting structure is formed by etching a part of the second conductivity type semiconductor layer, the active layer, and the first conductivity type semiconductor layer to expose a part of the first conductivity type semiconductor layer,
A conductive layer on the second conductive type semiconductor layer;
A first electrode on the first conductive type semiconductor layer exposed by the etching; And
And a second electrode on the conductive layer.

제1항 또는 제8항에 있어서,
상기 기판과 상기 발광 구조물 사이의 접합층;
상기 접합층과 상기 발광 구조물 사이의 반사층 및 오믹층; 및
상기 발광 구조물 상의 전극을 더 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1 or 8,
A bonding layer between the substrate and the light emitting structure;
A reflective layer and an ohmic layer between the bonding layer and the light emitting structure; And
Further comprising an electrode on the light emitting structure.