JP6948494B2

JP6948494B2 - 紫外線発光素子及び発光素子パッケージ

Info

Publication number: JP6948494B2
Application number: JP2018523450A
Authority: JP
Inventors: パク，チャンクン; キム，ソルヒ
Original assignee: スージョウレキンセミコンダクターカンパニーリミテッド
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2036-11-09
Also published as: CN108352426B; EP3376546A1; EP3376546B1; US20200259042A1; JP2018534781A; KR102432015B1; CN108352426A; WO2017082622A1; US10971648B2; KR20170053998A; EP3376546A4

Description

実施例は、紫外線発光素子、紫外線発光素子の製造方法、発光素子パッケージ及び照明装置に関する。

発光素子（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅ）は、電気エネルギーが光エネルギーに変換される特性のｐ−ｎ接合ダイオードを周期律表上で３族−５族元素または２族−６族元素が化合されて生成され得、化合物半導体の組成比を調節することによって多様な色相の具現が可能である。

窒化物半導体は、高い熱的安定性と幅広いバンドギャップエネルギーによって光素子及び高出力電子素子開発分野で大きい関心を集めている。特に、窒化物半導体を用いた紫外線（ＵＶ）発光素子、青色（Ｂｌｕｅ）発光素子、緑色（Ｇｒｅｅｎ）発光素子、赤色（Ｒｅｄ）発光素子などは常用化されて広く使用されている。

前記紫外線発光素子（ＵＶＬＥＤ）は、２００ｎｍ〜４００ｎｍ波長帯の光を発光する発光素子である。前記紫外線発光素子は用途によって短波長及び長波長で構成される。前記短波長は殺菌または浄化などに使用され、長波長は露光機または硬化器などに使用され得る。

一方、紫外線発光素子は、光抽出効率を向上させるためにＰＥＣ（Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ）などの方法でｎ型半導体層に光抽出パターンを形成している。

しかし、ｎ型半導体層は、前記光抽出パターンのオーバーエッチングが発生することがあり、前記オーバーエッチングはショートを引き起こす。すなわち、一般的なｎ型半導体層のＰＥＣによる光抽出パターンは、ショートなどによる歩留り低下の問題があった。

一方、一般的な紫外線発光素子は、電極と隣接した領域で電流が集中される問題があった。

実施例は、電流広がり（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｒｅａｄｉｎｇ）を改善することができる紫外線発光素子、紫外線発光素子の製造方法、発光素子パッケージ及び照明装置を提供することができる。

また、実施例は、欠陥を改善することができる紫外線発光素子、紫外線発光素子の製造方法、発光素子パッケージ及び照明装置を提供することができる。

実施例による紫外線発光素子は、光抽出構造を有する第１導電型第１半導体層と、前記第１導電型第１半導体層上にエッチング遮断層と、前記エッチング遮断層上に第１導電型第２半導体層と、前記第１導電型第２半導体層上に活性層と、前記活性層上に第２導電型半導体層と、前記エッチング遮断層と前記活性層との間に配置された電流広がり層とを含み、前記電流広がり層は、第１導電型またはアンドープ（ｕｎｄｏｐｅｄ）ＡｌＧａＮ系またはＧａＮ系の半導体層、アンドープＡｌＮ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層を含み、第１導電型またはアンドープＡｌＧａＮ系またはＧａＮ系の半導体層とアンドープＡｌＮの格子定数の差によるピエゾエレクトリック（ｐｉｅｚｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）による内部場（ｉｎｔｅｒｎａｌｆｉｅｌｄ）を発生させることで、前記１導電型またはアンドープＡｌＧａＮ系またはＧａＮ系の半導体層とアンドープＡｌＮとの界面で電子広がりを誘導することによって、電流広がり（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｒｅａｄｉｎｇ）を改善することができる。

実施例による発光素子パッケージは、前記紫外線発光素子を含むことができる。

実施例の紫外線発光素子は、光抽出パターンの深さを制限してショートによる歩留まりの低下を改善することができる。

また、実施例の紫外線発光素子は、結晶性を向上させることができる。

また、実施例の紫外線発光素子は、電流広がりを改善することができる。

実施例による紫外線発光素子を示す平面図である。図１のＩ−Ｉ’ラインに沿って切断した紫外線発光素子の断面図である。実施例のエッチング遮断層及び電流広がり層を示す断面図である。実施例のエッチング遮断層及び電流広がり層のエネルギーバンドギャップダイヤグラムを示す図面である。実施例による紫外線発光素子の製造方法を示す断面図である。実施例による紫外線発光素子の製造方法を示す断面図である。実施例による紫外線発光素子の製造方法を示す断面図である。実施例による紫外線発光素子の製造方法を示す断面図である。実施例による紫外線発光素子の製造方法を示す断面図である。他の実施例による紫外線発光素子を示す断面図である。他の実施例のエッチング遮断層及び電流広がり層を示す断面図である。実施例による発光素子パッケージを示す断面図である。

発明の実施するための形態

実施例の説明において、各層（膜）、領域、パターンまたは構造物が基板、各層（膜）、領域、パッドまたはパターンの「上／うえ（ｏｎ／ｏｖｅｒ）」に、または「下／した（ｕｎｄｅｒ）」に形成されるものと記載される場合において、「上／うえ（ｏｎ／ｏｖｅｒ）」と「下／した（ｕｎｄｅｒ）」は、「直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）」または「他の層を介在して（Ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）」形成されるものをすべて含む。また、各層の上／うえ、または、下／したに対する基準は、図面を基準として説明する。

図１は、実施例による紫外線発光素子を示す平面図であり、図２は、図１のＩ−Ｉ’ラインに沿って切断した紫外線発光素子の断面図であり、図３は、実施例のエッチング遮断層及び電流広がり層を示す断面図であり、図４は、実施例のエッチング遮断層及び電流広がり層のエネルギーバンドギャップダイヤグラムを示す図面である。

図１ないし図４に示したように、実施例による紫外線発光素子１００は発光構造物１１０を含むことができる。

前記発光構造物１１０は、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ、エッチング遮断層１２０、電流広がり層１３０、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂ、活性層１１４及び第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６を含むことができる。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂは、半導体化合物、例えばＩＩ族−ＩＶ族及びＩＩＩ族−Ｖ族などの化合物半導体で具現され得、第１導電型ドーパントがド−ピングされ得る。例えば、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂは、Ａｌ_ｎＧａ_１−ｎＮ（０≦ｎ≦１）の組成式を有する半導体物質を含むことができる。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂがｎ型半導体層の場合、ｎ型ドーパントとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含むことができるが、これに限定されものではない。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａは、光抽出効率を向上させる光抽出パターン１１３を含むことができる。前記光抽出パターン１１３は、ＰＥＣなどの方法で形成され得、これに限定されるものではない。前記光抽出パターン１１３は、規則的な形状及び配列を有するように形成することができ、不規則的な形状及び配列を有するように形成することもできる。前記光抽出パターン１１３は、活性層１１４から生成された光が前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａの上部面から全反射され、再吸収される光を外部に屈折させて光抽出効率を向上させることができる。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂの厚さは、１５００ｎｍ以上であり得る。例えば、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂの厚さは、１５００ｎｍないし２５００ｎｍであり得るが、これに限定されるものではない。

前記エッチング遮断層１２０は、前記光抽出パターン１１３の形成深さを制限することができる。例えば、前記エッチング遮断層１２０は、ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂを含むことができる。ここで、前記ＡｌＮ１２０ａは、第１導電型ドーパントを含むことができるが、これに限定されるものではない。前記ＡｌＮ１２０ａのＡｌは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａのＧａより結合エネルギーが大きい。これによりエッチング遮断層１２０のエッチング速度は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａのエッチング速度より遅くなり得る。したがって、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａのエッチングによる光抽出パターン１１３が形成されるうちにエッチング遮断層１２０の遅いエッチング速度によって前記光抽出パターン１１３は前記エッチング遮断層１２０を貫通する深さを有することが困難となる。前記エッチング遮断層１２０は、ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂが５ペア以上交互するように形成され得る。例えば前記エッチング遮断層１２０は前記ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂが５ペアないし１５ペア以上交互するように形成され得る。前記エッチング遮断層１２０は、前記ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂが５ペア未満の場合、エッチング遮断効果が低下し得る。前記エッチング遮断層１２０は、前記ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂが１５ペア超過の場合、格子定数の差によって結晶性が低下し得る。

前記ＡｌＮ１２０ａの厚さは、０．５ｎｍ以上であり得る。例えば、前記ＡｌＮ１２０ａの厚さは、０．５ｎｍないし３ｎｍであり得る。前記ＡｌＮ１２０ａの厚さが０．５ｎｍ未満の場合、エッチング遮断効果が低下し得る。前記ＡｌＮ１２０ａの厚さが３ｎｍ超過の場合、格子の小さいＡｌＮ１２０ａによって結晶性が低下し、キャリア注入効率が低下し得る。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂの厚さは、１ｎｍ以上であり得る。例えば、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂの厚さは、１ｎｍないし５ｎｍであり得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂの厚さが１ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂの厚さが５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂは、Ａｌ_ａＧａ_１−ａＮ（０．４≦ａ≦０．８）であり得る。アルミニウム（Ａｌ）組成ａが０．４未満の場合、エッチング遮断効果が低下し、アルミニウム（Ａｌ）組成ａが０．８を超過する場合、結晶性が低下し得る。

前記エッチング遮断層１２０の全体厚さは、１５ｎｍないし２５ｎｍであり得る。前記エッチング遮断層１２０の厚さが１５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し、前記エッチング遮断層１２０の厚さが２５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。

実施例の紫外線発光素子１００は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂの間にエッチング遮断層１２０が形成されて光抽出パターン１１３の深さを制限するので、オーバーエッチングを改善することができる。したがって、実施例の紫外線発光素子は、オーバーエッチングによるショートによる歩留まりの低下を改善することができる。

また、実施例の紫外線発光素子１００は、５ペア以上交互するように形成された前記ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂによって欠陥遮断（ＤｉｓｌｏｃａｔｉｏｎＢｌｏｃｋｉｎｇ）効果を含むことができる。

実施例の紫外線発光素子１００は、前記エッチング遮断層１２０の下に電流広がり層１３０を含むことができる。前記電流広がり層１３０は、前記エッチング遮断層１２０より高い温度で形成され得る。前記電流広がり層１３０は、前記エッチング遮断層１２０より高い温度で成長して前記エッチング遮断層１２０の欠陥を改善することができる。

前記電流広がり層１３０は、前記エッチング遮断層１２０と前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂとの間に配置され得る。前記電流広がり層１３０は、結晶欠陥を改善すると同時に電流広がりを改善することができる。例えば、前記電流広がり層１３０は、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａ、アンドープＡｌＮ１３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃ、及びアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄを含むことができる。前記電流広がり層１３０は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａとアンドープＡｌＮ１３０ｂとの格子定数の差によるピエゾエレクトリック（ｐｉｅｚｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）による内部場（ｉｎｔｅｒｎａｌｆｉｅｌｄ）を発生させることによって、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａとアンドープＡｌＮ１３０ｂとの界面で電子広がりを誘導することができる。前記電流広がり層１３０は、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａ、アンドープＡｌＮ１３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃ、及びアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄが２ペア以上交互され得る。例えば、前記電流広がり層１３０は、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａ、アンドープＡｌＮ１３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃ、及びアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄが２ペアないし４ペア交互され得る。前記電流広がり層１３０は、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａ、アンドープＡｌＮ１３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃ、及びアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄが２ペア未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記電流広がり層１３０は、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａ、アンドープＡｌＮ１３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃ、及びアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄが４ペア超過の場合、結晶性が低下し得る。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａは、前記エッチング遮断層１２０とアンドープＡｌＮ１３０ｂとの間に配置され得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａは、アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄ及びアンドープＡｌＮ１３０ｂの間に配置され得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａの厚さは５ｎｍ以上であり得る。例えば、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａの厚さは５ｎｍないし２０ｎｍであり得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａの厚さが５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａの厚さが２０ｎｍ超過の場合、電流広がり層１３０の全体厚さが厚くなり得る。ここで、実施例は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａが第１導電型ドーパントを含んでいるが、これに限定されず、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａは、アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層であり得る。

前記アンドープＡｌＮ１３０ｂは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａと、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃとの間に配置され得る。前記アンドープＡｌＮ１３０ｂは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａと対比してバンドギャップエネルギーが大きくなり得る。前記アンドープＡｌＮ１３０ｂの厚さは０．５ｎｍ以上であり得る。例えば、前記アンドープＡｌＮ１３０ｂの厚さは０．５ｎｍないし１．５ｎｍであり得る。前記アンドープＡｌＮ１３０ｂの厚さが０．５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記アンドープＡｌＮ１３０ｂの厚さが１．５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃは、前記アンドープＡｌＮ１３０ｂとアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄとの間に配置され得、アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄに行くほどＡｌ組成が漸進的に低くなり得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃは、前記アンドープＡｌＮ１３０ｂからアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄに行くほどＡｌ組成が漸進的に低くなり、結晶性を改善させることができる。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃは、Ａｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（０．２５≦ｂ≦０．３５）であり得る。アルミニウム（Ａｌ）組成ｂが０．２５未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。アルミニウム（Ａｌ）組成ｂが０．３５を超過する場合、結晶性が低下し得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃの厚さは１５ｎｍ以上であり得る。例えば、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃの厚さは１５ｎｍないし２５ｎｍであり得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃの厚さが１５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃの厚さが２５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。

前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃと前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａとの間に配置され得る。前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃと前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂとの間に配置され得る。前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄの厚さは３ｎｍ以上であってもよい。例えば、前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄの厚さは３ｎｍないし１０ｎｍであり得る。前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄの厚さが３ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄは、厚さが１０ｎｍ超過の場合、動作電圧（Ｖｆ）が上昇し得る。

実施例の紫外線発光素子１００は、前記エッチング遮断層１２０と第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂとの間に電流広がり層１３０が配置されて電流広がり効果を改善することができる。

また、実施例の紫外線発光素子１００は、エッチング遮断層１２０より高い温度で形成される電流広がり層１３０が前記エッチング遮断層１２０の形成後に形成されるので、前記エッチング遮断層１２０による欠陥が第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂに進行されることを遮断して発光素子の結晶性を向上させることができる。

前記活性層１１４は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：ＭｕｌｔｉＱｕａｎｔｕｍＷｅｌｌ）、量子線（Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗｉｒｅ）構造、または量子点（ＱｕａｎｔｕｍＤｏｔ）構造の少なくともいずれか一つに形成され得る。

前記活性層１１４は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂを通じて注入される電子または正孔と、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６を通じて注入される正孔または電子が互いに結合して、前記活性層１１４の形成物質によるエネルギーバンド（ＥｎｅｒｇｙＢａｎｄ）のバンドギャップ（ＢａｎｄＧａＰ）の差によって光を放出する層である。

前記活性層１１４は、化合物半導体で構成され得る。前記活性層１１４は例としてＩＩ族−ＩＶ族及びＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体のうち少なくとも一つで具現され得る。

前記活性層１１４は、量子井戸と量子壁を含むことができる。前記活性層１１４が多重量子井戸構造で具現された場合、量子井戸と量子壁が交互に配置され得る。前記量子井戸と量子壁は、それぞれＩｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料に配置され得、またはＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＡｌＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ／ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＰ／ＡｌＧａＰのいずれか一つ以上のペア構造で形成され得るが、これに限定されない。

前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６は、半導体化合物、例えば、ＩＩ族−ＩＶ族及びＩＩＩ族−Ｖ族などの化合物半導体で具現され得、第２導電型ドーパントがド−ピングされ得る。例えば、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６はＡｌ_pＧａ_１−pＮ（０≦ｐ≦１）の組成式を有する半導体物質を含むことができる。前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６がｐ型半導体層の場合、前記第２導電型ドーパントは、ｐ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含むことができる。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂはｎ型半導体層として、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６はｐ型半導体層として説明しているが、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂをｐ型半導体層として、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６をｎ型半導体層として形成することもでき、これに限定されるものではない。前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６上には前記第２導電型とは反対の極性を有する半導体、例えばｎ型半導体層（図示せず）を形成することができる。これによって、発光構造物１１０は、ｎ−ｐ接合構造、ｐ−ｎ接合構造、ｎ−ｐ−ｎ接合構造、ｐ−ｎ−ｐ接合構造のうちいずれか一つの構造で具現することができる。

第１電極１７０は、前記発光構造物１１０の下に配置され得る。前記第１電極１７０は、前記発光構造物１１０と前記第２電極１６０との間に配置され得る。前記第１電極１７０は、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系列の半導体層１１６と電気的に連結され得る。前記第１電極１７０は、前記第２電極１６０と電気的に絶縁され得る。前記第１電極１７０は、接触層１７１、反射層１７３、キャッピング層１７５、パッド１７７を含むことができる。

前記接触層１７１は、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６の下に配置され得る。前記接触層１７１は、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６と直接接触され得る。前記接触層１７１は、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６と前記反射層１７３との間に配置され得る。前記接触層１７１は、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６と電気的に連結され得る。前記接触層１７１は、伝導性酸化物、伝導性窒化物または金属であり得る。例えば、前記接触層１７１は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＴＯＮ（ＩＴＯＮｉｔｒｉｄｅ）、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮＩＺＯＮｉｔｒｉｄｅ、ＡＺＯ（ＡｌｕｍｉｎｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＡＧＺＯ（ＡｌｕｍｉｎｕｍＧａｌｌｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＧａｌｌｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＧａｌｌｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ＡｎｔｉｍｏｎｙＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ＧａｌｌｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮＩＺＯＮｉｔｒｉｄｅ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｉｎ、Ａｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｔｉのうち少なくとも一つを含むことができる。

前記反射層１７３は、前記接触層１７１と前記キャッピング層１７５との間に配置され得る。前記反射層１７３は、前記接触層１７１及びキャッピング層１７５に電気的に連結され得る。前記反射層１７３は、前記発光構造物１１０から入射される光を反射させる機能を含むことができる。前記反射層１７３は、前記発光構造物１１０からの光を外部に反射させて光抽出効率を向上させることができる。前記反射層１７３は、金属であり得る。例えば、前記反射層１７３は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｈｆのうち少なくとも一つを含む金属または合金であり得る。前記反射層１７３は、前記金属または合金と、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）などの透明伝導性物質の単層または多層であり得る。

前記キャッピング層１７５は、前記反射層１７３の下に配置され得る。前記キャッピング層１７５は、前記反射層１７３の下部面と直接接触され得る。前記キャッピング層１７５は、前記パッド１７７の下に配置され得る。前記キャッピング層１７５は、前記パッド１７７と電気的に連結され得る。前記キャッピング層１７５は、前記パッド１７７の下部面と直接接触され得る。前記キャッピング層１７５は、前記パッド１７７から供給される駆動電源を前記発光構造物１１０に提供することができる。前記キャッピング層１７５は、導電性物質であり得る。例えば、前記キャッピング層１７５は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち少なくとも一つを含むことができ、単層または多層に形成され得る。前記キャッピング層１７５の端は、前記発光構造物１１０の端よりさらに外側に配置され得る。

前記パッド１７７は、前記発光構造物１１０から離隔することができる。前記パッド１７７は、前記発光構造物１１０より外側に配置され得る。前記パッド１７７は、前記発光構造物１１０より外側に位置する前記キャッピング層１７５上に配置され得る。前記パッド１７７は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち少なくとも一つを含むことができ、単層または多層に形成され得る。

前記第２電極１６０は、前記第１電極１７０の下に配置され得る。前記第２電極１６０は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂと電気的に連結され得る。前記第２電極１６０は、拡散防止層１６１、ボンディング層１６３及び支持部材１６５を含むことができる。前記第２電極１６０は、前記拡散防止層１６１、前記ボンディング層１６３、前記支持部材１６５の中で１つまたは２つを選択的に含むことができる。例えば、前記第２電極１６０は、前記拡散防止層１６１及び前記ボンディング層１６３のうち少なくとも一つを削除することができる。

実施例の紫外線発光素子１００は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂと接触する前記拡散防止層１６１の接触部１６１ａと前記電流広がり層１３０との間の間隔Ｄが８００ｎｍ以上であり得る。例えば、前記接触部１６１ａと前記電流広がり層１３０との間の間隔Ｄは８００ｎｍないし１２００ｎｍであり得るが、これに限定されるものではない。

前記拡散防止層１６１は、前記第１電極１７０で前記ボンディング層１６３に含まれた物質の拡散を防止する機能を含むことができる。前記拡散防止層１６１は、ボンディング層１６３及び支持部材１６５と電気的に連結され得る。前記拡散防止層１６１は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち少なくとも一つを含むことができ、単層または多層に形成され得る。

前記ボンディング層１６３は、前記拡散防止層１６１の下に配置され得る。前記ボンディング層１６３は、前記拡散防止層１６１と前記支持部材１６５との間に配置され得る。前記ボンディング層１６３は、バリアー金属またはボンディング金属などを含むことができる。例えば、前記ボンディング層１６３は、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、ＰｄまたはＴａのうち少なくとも一つを含むことができ、単層または多層に形成され得る。

前記支持部材１６５は、金属またはキャリア基板であり得る。例えば、前記支持部材１６５は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｕ−Ｗまたは不純物が注入された半導体基板（例：Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど）のうち少なくともいずれか一つに形成され得、単層または多層に形成され得る。

実施例の紫外線発光素子１００は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂの間にエッチング遮断層１２０が形成されて光抽出パターン１１３の深さをエッチング遮断層１２０までに制限することによって、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂにおけるショートによる歩留まりの低下を改善することができる。

また、実施例の紫外線発光素子は、５ペア以上交互するように形成された前記ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂを含むエッチング遮断層１２０により欠陥遮断効果によって発光構造物１１０の結晶性を向上させることができる。

また、実施例の紫外線発光素子１００は、エッチング遮断層１２０より高い温度で形成される電流広がり層１３０が前記エッチング遮断層１２０の形成以後に形成されるので前記エッチング遮断層１２０による欠陥が第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂに進行されることを遮断して発光素子の結晶性を向上させることができる。

図５ないし図９は、実施例による紫外線発光素子の製造方法を示す断面図である。

図３及び図５を参照すると、発光構造物１１０、接触層１７１、反射層１７３、キャッピング層１７５は基板５上に形成され得る。

前記基板５は、熱伝導性に優れた物質で形成され得、伝導性基板または絶縁性基板であり得る。例えば、前記基板５は、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ、ａｎｄＧａ_２Ｏ_３のうち少なくとも一つを使用することができる。前記基板５上には凹凸構造が形成され得、これに対して限定しない。

前記発光構造物１１０は、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ；ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、化学蒸着法（ＣＶＤ；ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ；Ｐｌａｓｍａ−ＥｎｈａｎｃｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、分子線成長法（ＭＢＥ；ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙ）、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ；ＨｙｄｒｉｄｅＶａｐｏｒＰｈａｓｅＥｐｉｔａｘｙ）などの方法で形成され得るが、これに限定されるものではない。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂは、半導体化合物、例えば、ＩＩ族−ＩＶ族及びＩＩＩ族−Ｖ族などの化合物半導体で具現され得、第１導電型ドーパントがド−ピングされ得る。例えば、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂは、Ａｌ_ｎＧａ_１−ｎＮ（０≦ｎ≦１）の組成式を有する半導体物質を含むことができる。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂがｎ型半導体層の場合、ｎ型ドーパントとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含むことができるが、これに限定されるものではない。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂの厚さは１５００ｎｍ以上であり得る。例えば、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂの厚さは１５００ｎｍないし２５００ｎｍであり得、これに限定されるものではない。

前記エッチング遮断層１２０は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂの間に形成され得る。前記エッチング遮断層１２０は、発光素子製造工程の後工程で形成される前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａの前記光抽出パターン１１３の形成深さを制限することができる。例えば、前記エッチング遮断層１２０は、ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂを含むことができる。ここで、前記ＡｌＮ１２０ａは、第１導電型ドーパントを含むことができるが、これに限定されるものではない。前記ＡｌＮ１２０ａのＡｌは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａのＧａより結合エネルギーが大きい。これにより、エッチング遮断層１２０のエッチング速度は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａのエッチング速度より遅くなり得る。したがって、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａのエッチングによる光抽出パターン１１３が形成されるうちにエッチング遮断層１２０の遅いエッチング速度によって、前記光抽出パターン１１３は前記エッチング遮断層１２０を貫通する深さを有することが困難となる。前記エッチング遮断層１２０は、ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂが５ペア以上交互するように形成され得る。例えば、前記エッチング遮断層１２０は、前記ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂが５ペアないし１５ペア交互するように形成され得る。前記エッチング遮断層１２０は、前記ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂが５ペア未満の場合、エッチング遮断効果が低下し得る。前記エッチング遮断層１２０は、前記ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂが１５ペア超過の場合、格子定数の差によって結晶性が低下し得る。

前記ＡｌＮ１２０ａの厚さは０．５ｎｍ以上であり得る。例えば、前記ＡｌＮ１２０ａの厚さは０．５ｎｍないし３ｎｍであり得る。前記ＡｌＮ１２０ａの厚さが０．５ｎｍ未満の場合、エッチング遮断効果が低下し得る。前記ＡｌＮ１２０ａの厚さが３ｎｍ超過の場合、格子の小さいＡｌＮ１２０ａによって結晶性が低下し、キャリア注入効率が低下し得る。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂの厚さは１ｎｍ以上であり得る。例えば、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂの厚さは１ｎｍないし５ｎｍであり得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂの厚さが１ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂの厚さが５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂは、Ａｌ_ａＧａ_１−ａＮ（０．４≦ａ≦０．８）であり得る。アルミニウム（Ａｌ）組成ａが０．４未満の場合、エッチング遮断効果が低下し、アルミニウム（Ａｌ）組成ａが０．８を超過する場合、結晶性が低下し得る。

前記エッチング遮断層１２０の全体厚さは１５ｎｍないし２５ｎｍであり得る。前記エッチング遮断層１２０の厚さが１５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し、前記エッチング遮断層１２０の厚さが２５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。

実施例の紫外線発光素子は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂの間にエッチング遮断層１２０が形成されて光抽出パターン１１３の深さを制限するので、オーバーエッチングを改善することができる。したがって、実施例の紫外線発光素子はショートによる歩留まりの低下を改善することができる。

また、実施例の紫外線発光素子は、５ペア以上交互するように形成された前記ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂによって欠陥遮断（ＤｉｓｌｏｃａｔｉｏｎＢｌｏｃｋｉｎｇ）効果を含むことができる。

実施例の紫外線発光素子は、前記エッチング遮断層１２０上に電流広がり層１３０が形成され得る。前記電流広がり層１３０は、前記エッチング遮断層１２０と直接接触され得る。前記電流広がり層１３０は、前記エッチング遮断層１２０より高い温度で形成され得る。前記電流広がり層１３０は、前記エッチング遮断層１２０より高い温度で成長されて前記エッチング遮断層１２０の欠陥を改善することができる。

前記電流広がり層１３０は、前記エッチング遮断層１２０と前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂとの間に形成され得る。前記電流広がり層１３０は、結晶欠陥を改善すると同時に電流広がりを改善することができる。例えば、前記電流広がり層１３０は、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａ、アンドープＡｌＮ１３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃ、及びアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄを含むことができる。前記電流広がり層１３０は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａとアンドープＡｌＮ１３０ｂとの格子定数の差によるピエゾエレクトリック（ｐｉｅｚｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）による内部場（ｉｎｔｅｒｎａｌｆｉｅｌｄ）を発生させることによって、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａとアンドープＡｌＮ１３０ｂとの界面で電子の拡散を誘導することができる。前記電流広がり層１３０は、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａ、アンドープＡｌＮ１３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃ、及びアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄが２ペア以上交互され得る。例えば前記電流広がり層１３０は、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａ、アンドープＡｌＮ１３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃ、及びアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄが２ペアないし４ペア交互され得る。前記電流広がり層１３０は、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａ、アンドープＡｌＮ１３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃ、及びアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄが２ペア未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記電流広がり層１３０は、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａ、アンドープＡｌＮ１３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃ、及びアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄが４ペア超過の場合、結晶性が低下し得る。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａは、前記エッチング遮断層１２０とアンドープＡｌＮ１３０ｂとの間に形成され得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａは、前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄとアンドープＡｌＮ１３０ｂとの間に形成され得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａの厚さは５ｎｍ以上であり得る。例えば、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａの厚さは５ｎｍないし２０ｎｍであり得る。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａの厚さが５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａの厚さが２０ｎｍ超過の場合、エッチング遮断層１２０の全体厚さが厚くなり得る。ここで、実施例は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａが第１導電型ドーパントを含んでいるが、これに限定されず、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａが、アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層であり得る。

前記アンドープＡｌＮ１３０ｂは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａと、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃとの間に形成され得る。前記アンドープＡｌＮ１３０ｂは前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａと対比してバンドギャップエネルギーが大きくなり得る。前記アンドープＡｌＮ１３０ｂの厚さは０．５ｎｍ以上であり得る。例えば、前記アンドープＡｌＮ１３０ｂの厚さは０．５ｎｍないし１．５ｎｍであり得る。前記アンドープＡｌＮ１３０ｂの厚さが０．５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記アンドープＡｌＮ１３０ｂの厚さが１．５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃは、前記アンドープＡｌＮ１３０ｂとアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄとの間に形成され得、アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄに行くほどＡｌ組成が漸進的に低くなり得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃは、前記アンドープＡｌＮ１３０ｂからアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄに行くほどＡｌ組成が漸進的に低くなり、結晶性を改善させることができる。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃは、Ａｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（０．２５≦ｂ≦０．３５）であり得る。アルミニウム（Ａｌ）組成ｂが０．２５未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。アルミニウム（Ａｌ）組成ｂが０．３５を超過する場合、結晶性が低下し得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃの厚さは１５ｎｍ以上であり得る。例えば前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃの厚さは１５ｎｍないし２５ｎｍであり得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃの厚さが１５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃの厚さが２５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。

前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃと前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層１３０ａとの間に配置され得る。前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層１３０ｃと前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂとの間に配置され得る。前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄの厚さは３ｎｍ以上であり得る。例えば、前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄの厚さは３ｎｍないし１０ｎｍであり得る。前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄの厚さが３ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層１３０ｄの厚さが１０ｎｍ超過の場合、動作電圧（Ｖｆ）が上昇し得る。

実施例の紫外線発光素子は、前記エッチング遮断層１２０と第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂとの間に電流広がり層１３０が配置されて電流広がり効果を改善することができる。

また、実施例の紫外線発光素子は、エッチング遮断層１２０より高い温度で形成される電流広がり層１３０が前記エッチング遮断層１２０の形成以後に形成されるので前記エッチング遮断層１２０による欠陥が第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂに進行されることを遮断して発光素子の結晶性を向上させることができる。

前記活性層１１４は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：ＭｕｌｔｉＱｕａｎｔｕｍＷｅｌｌ）、量子線（Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗｉｒｅ）構造、または量子点（ＱｕａｎｔｕｍＤｏｔ）構造のうち少なくともどの一つに形成され得る。

前記活性層１１４は、化合物半導体で構成され得る。前記活性層１１４は、例として２族−ＩＶ族及びＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体のうち少なくとも一つで具現され得る。

前記活性層１１４は、量子井戸と量子壁を含むことができる。前記活性層１１４が多重量子井戸構造で具現された場合、量子井戸と量子壁が交互に配置され得る。前記量子井戸と量子壁は、それぞれ、Ｉｎ_xＡｌ_yＧａ_１−x−yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料で配置され得るか、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＡｌＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ／ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＰ／ＡｌＧａＰのうちいずれか一つ以上のペア構造に形成され得るが、これに限定されない。

前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６は、半導体化合物、例えばＩＩ族−ＩＶ族及びＩＩＩ族−Ｖ族などの化合物半導体で具現され得、第２導電型ドーパントがド−ピングされ得る。例えば前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６は、Ａｌ_pＧａ_１−pＮ（０≦ｐ≦１）の組成式を有する半導体物質を含むことができる。前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６がｐ型半導体層の場合、前記第２導電型ドーパントは、ｐ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含むことができる。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂはｎ型半導体層として、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６はｐ型半導体層として説明しているが、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂをｐ型半導体層として、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６をｎ型半導体層として形成することもでき、これに限定されるものではない。前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６の上には前記第２導電型とは反対の極性を有する半導体、例えばｎ型半導体層（図示せず）を形成することができる。これによって、発光構造物１１０は、ｎ−ｐ接合構造、ｐ−ｎ接合構造、ｎ−ｐ−ｎ接合構造、ｐ−ｎ−ｐ接合構造のうち一つの構造で具現することができる。

前記接触層１７１は、前記発光構造物１１０上に形成され得る。前記接触層１７１は、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６上に形成され得る。前記接触層１７１は、前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６と直接接触され得る。前記接触層１７１は、伝導性酸化物、伝導性窒化物または金属であり得る。例えば、前記接触層１７１は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＴＯＮ（ＩＴＯＮｉｔｒｉｄｅ）、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮＩＺＯＮｉｔｒｉｄｅ、ＡＺＯ（ＡｌｕｍｉｎｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＡＧＺＯ（ＡｌｕｍｉｎｕｍＧａｌｌｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＧａｌｌｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＧａｌｌｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ＡｎｔｉｍｏｎｙＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ＧａｌｌｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮ（ＩＺＯＮｉｔｒｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｉｎ、Ａｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｔｉのうち少なくとも一つを含むことができる。

前記反射層１７３は、前記接触層１７１と前記キャッピング層１７５との間に形成され得る。前記反射層１７３は、前記接触層１７１及びキャッピング層１７５に電気的に連結され得る。前記反射層１７３は、前記発光構造物１１０から入射される光を反射させる機能を含むことができる。前記反射層１７３は、前記発光構造物１１０からの光を外部に反射させて光抽出効率を向上させることができる。前記反射層１７３は金属であり得る。例えば、前記反射層１７３は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｈｆのうち少なくとも一つを含む金属または合金であり得る。前記反射層１７３は、前記金属または合金と、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）などの透明伝導性物質の単層または多層であり得る。

前記キャッピング層１７５は、前記反射層１７３上に形成され得る。前記キャッピング層１７５は、前記反射層１７３の下部面と直接接触され得る。前記キャッピング層１７５は、導電性物質であり得る。例えば、前記キャッピング層１７５は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち少なくとも一つを含むことができ、単層または多層に形成され得る。前記キャッピング層１７５の端は、前記発光構造物１１０の端よりさらに外側に配置され得る。

図６を参照すると、複数のリセス１４１は、前記発光構造物１１０内に形成され得る。前記リセス１４１は、エッチング工程を通じて形成され得る。前記リセス１４１は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂを外部に露出させることができる。前記リセス１４１は、前記キャッピング層１７５、反射層１７３、接触層１７１の側面を外部に露出させ、第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６、活性層１１４及び前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂの側面を外部に露出させることができる。前記リセス１４１の底面は、前記第１第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂであり得る。

図７を参照すると、絶縁層１４３は、前記キャッピング層１７５及びリセス１４１上に形成され得、第２電極１６０は、前記絶縁層１４３上に形成され得る。

前記絶縁層１４３は、第１電極１７０と第２電極１６０とを絶縁させることができる。前記絶縁層１４３は、第２電極１６０と前記第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６とを絶縁させることができる。前記絶縁層１４３は、前記リセス１４１の側部に形成され得る。すなわち、前記絶縁層１４３は、前記リセス１４１の側部に露出するキャッピング層１７５、反射層１７３、接触層１７１、第２導電型ＡｌＧａＮ系の半導体層１１６、活性層１１４及び前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂを絶縁させることができる。前記絶縁層１４３は、前記リセス１４１の底面に位置する第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂの一部を露出させることができる。前記絶縁層１４３は、酸化物または窒化物であり得る。前記絶縁層１４３は、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_ｘＯ_ｙ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｓｉ_ｘＮ_ｙ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＡｌＮなどからなる群より少なくとも一つが選択され得る。

前記第２電極１６０は、前記絶縁層１４３上に形成され得る。前記第２電極１６０は、前記リセス１４１の底面に露出した第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂまで形成され得る。前記第２電極１６０は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂと電気的に連結され得る。前記第２電極１６０は、拡散防止層１６１、ボンディング層１６３及び支持部材１６５を含むことができる。前記第２電極１６０は、前記拡散防止層１６１、前記ボンディング層１６３、前記支持部材１６５の中で１つまたは２つを選択的に含むことができる。例えば、前記第２電極１６０は、前記拡散防止層１６１及び前記ボンディング層１６３のうち少なくとも一つを削除することができる。

前記ボンディング層１６３は、前記拡散防止層１６１上に形成され得る。前記ボンディング層１６３は、前記拡散防止層１６１と前記支持部材１６５との間に配置され得る。前記ボンディング層１６３は、バリアー金属またはボンディング金属などを含むことができる。例えば、前記ボンディング層１６３は、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、ＰｄまたはＴａのうち少なくとも一つを含むことができ、単層または多層に形成され得る。

前記支持部材１６５は、金属またはキャリア基板であり得る。例えば、前記支持部材１６５は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｕ−Ｗまたは不純物が注入された半導体基板例：Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど）のうち少なくともいずれか一つに形成され得、単層または多層に形成され得る。

図８及び図９を参照すると、基板（図７の５）は、発光構造物１１０から除去され得る。前記基板（図７の５）の除去方法は、化学的食刻方法を使用することができるが、これに限定されるものではない。

パッド１７７は、発光構造物１１０から露出したキャッピング層１７５上に形成され得る。前記キャッピング層１７５は、エッチング工程を通じて前記発光構造物１１０から上部面が露出することができ、露出した前記キャッピング層１７５は、発光素子の少なくとも一つの角領域に位置することができるが、これに限定されるものではない。

前記パッド１７７は、前記発光構造物１１０から離隔することができる。前記パッド１７７は、前記発光構造物１１０より外側に配置され得る。前記パッド１７７は、前記発光構造物１１０より外側に位置する前記第１キャッピング層１７５上に形成され得る。前記パッド１７７は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち少なくとも一つを含むことができ、単層または多層に形成され得る。

前記発光構造物１１０上には、光抽出効率を向上させる光抽出パターン１１３が形成され得る。前記光抽出パターン１１３は、ＰＥＣなどの方法で形成され得、これに限定されるものではない。前記光抽出パターン１１３は、規則的な形状及び配列を有するように形成することができ、不規則的な形状及び配列を有するように形成することもできる。

前記光抽出パターン１１３は、活性層１１４から生成された光を外部に屈折させて光抽出効率を向上させることができる。

実施例の紫外線発光素子１００は、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層１１２ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂの間にエッチング遮断層１２０が形成され、光抽出パターン１１３の深さをエッチング遮断層１２０までに制限することによって、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂにおけるショートによる歩留まりの低下を改善することができる。

また、実施例の紫外線発光素子は、５ペア以上交互するように形成された前記ＡｌＮ１２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層１２０ｂを含むエッチング遮断層１２０による欠陥遮断効果により、発光構造物１１０の結晶性を向上させることができる。

また、実施例の紫外線発光素子１００は、エッチング遮断層１２０より高い温度で形成される電流広がり層１３０が前記エッチング遮断層１２０形成後に形成されるので、前記エッチング遮断層１２０による欠陥が第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層１１２ｂに進行されることを遮断して発光構造物１１０の結晶性を向上させることができる。

図１０は、他の実施形態に係る紫外線発光素子を示す断面図であり、図１１は、他の実施形態のエッチング遮断層と電流広がり層を示す断面図である。

図１０及び図１１に示したように、他の実施例による紫外線発光素子２００は、発光構造物２１０の上部に配置された第１電極２６０と、前記発光構造物２１０の下部に配置された第２電極２７０とを含むことができる。他の実施例による紫外線発光素子２００は、第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂと活性層２１４との間に電流広がり層２３０が配置され得る。

前記発光構造物２１０は、第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａ、エッチング遮断層２２０、第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂ、電流広がり層２３０、活性層２１４及び第２導電型ＧａＮ系の半導体層２１６を含むことができる。

前記第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａ及び第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂは、半導体化合物、例えば、ＩＩ族−ＩＶ族及びＩＩＩ族−Ｖ族などの化合物半導体で具現され得、第１導電型ドーパントがド−ピングされ得る。前記第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａ及び第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂがｎ型半導体層の場合、ｎ型ドーパントとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含むことができるが、これに限定されるものではない。

前記第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａは、光抽出効率を向上させる光抽出パターン２１３を含むことができる。前記光抽出パターン２１３は、ＰＥＣなどの方法で形成され得、これに限定されるものではない。前記光抽出パターン２１３は、規則的な形状及び配列を有するように形成することができ、不規則的な形状及び配列を有するように形成することもできる。前記光抽出パターン２１３は、活性層２１４から生成された光が前記第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａの上部面から全反射され、再吸収される光を外部に屈折させて光抽出効率を向上させることができる。

前記エッチング遮断層２２０は、前記光抽出パターン２１３の形成深さを制限することができる。例えば、前記エッチング遮断層２２０は、ＡｌＮ２２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂを含むことができる。ここで、前記ＡｌＮ２２０ａは、第１導電型ドーパントを含むことができるが、これに限定されるものではない。前記ＡｌＮ２２０ａのＡｌは、前記第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａのＧａより結合エネルギーが大きい。これにより、エッチング遮断層２２０のエッチング速度は、前記第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａのエッチング速度より遅くなり得る。したがって、前記第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂのエッチングによる光抽出パターン２１３が形成されるうちにエッチング遮断層２２０の遅いエッチング速度によって、前記光抽出パターン２１３は前記エッチング遮断層２２０を貫通する深さを有することが困難となる。前記エッチング遮断層２２０は、ＡｌＮ２２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂが５ペア以上交互するように形成され得る。例えば、前記エッチング遮断層２２０は、前記ＡｌＮ２２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂが５ペアないし１５ペア交互するように形成され得る。前記エッチング遮断層２２０は、前記ＡｌＮ２２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂが５ペア未満の場合、エッチング遮断効果が低下し得る。前記エッチング遮断層２２０は、前記ＡｌＮ２２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂが１５ペア超過の場合、格子定数の差によって結晶性が低下し得る。

前記ＡｌＮ２２０ａの厚さは０．５ｎｍ以上であり得る。例えば前記ＡｌＮ２２０ａの厚さは０．５ｎｍないし３ｎｍであり得る。前記ＡｌＮ２２０ａの厚さが０．５ｎｍ未満の場合、エッチング遮断効果が低下し得る。前記ＡｌＮ２２０ａの厚さが３ｎｍ超過の場合、格子の小さいＡｌＮ２２０ａによって結晶性が低下し、キャリア注入効率が低下し得る。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂの厚さは、１ｎｍ以上であり得る。例えば前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂの厚さは、１ｎｍないし５ｎｍであり得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂの厚さが１ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂの厚さが５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂは、Ａｌ_ｃＧａ_１−ｃＮ（０．４≦ｃ≦０．８であり得る。アルミニウム（Ａｌ）組成ｃが０．４未満の場合、エッチング遮断効果が低下し、アルミニウム（Ａｌ）組成ｃが０．８を超過する場合、結晶性が低下し得る。

前記エッチング遮断層２２０の全体厚さは、１５ｎｍないし２５ｎｍであり得る。前記エッチング遮断層２２０の厚さが１５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し、前記エッチング遮断層２２０の厚さが２５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。

他の実施例の紫外線発光素子２００は、前記第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａ及び第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂの間にエッチング遮断層２２０が形成されて光抽出パターン２１３の深さを制限するので、オーバーエッチングを改善することができる。したがって、実施例の紫外線発光素子はショートによる歩留まりの低下を改善することができる。

また、他の実施例の紫外線発光素子２００は、５ペア以上交互するように形成された前記ＡｌＮ２２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂによって欠陥遮断（ＤｉｓｌｏｃａｔｉｏｎＢｌｏｃｋｉｎｇ）効果を含むことができる。

実施例の紫外線発光素子２００は、前記第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂの下に電流拡散層２３０を含むことができる。前記電流広がり層２３０は、前記エッチング遮断層２２０より高い温度で形成され得る。前記電流広がり層２３０は、前記エッチング遮断層２２０より高い温度で成長されて欠陥を改善することができる。

前記電流広がり層２３０は、前記活性層２１４と前記第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂとの間に配置され得る。前記電流広がり層２３０は、結晶欠陥を改善すると同時に電流広がりを改善することができる。例えば、前記電流広がり層２３０は、第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａ、アンドープＡｌＮ２３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃ、及びアンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄを含むことができる。前記電流広がり層２３０は、前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａとアンドープＡｌＮ２３０ｂとの格子定数の差によるピエゾエレクトリック（ｐｉｅｚｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）による内部場（ｉｎｔｅｒｎａｌｆｉｅｌｄ）を発生させることによって、前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａとアンドープＡｌＮ２３０ｂとの界面で電子広がりを誘導することができる。前記電流広がり層２３０は、第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａ、アンドープＡｌＮ２３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃ、及びアンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄが２ペア以上交互され得る。例えば、前記電流広がり層２３０は、第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａ、アンドープＡｌＮ２３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃ、及びアンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄが２ペアないし４ペア交互交番され得る。前記電流広がり層２３０は、第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａ、アンドープＡｌＮ２３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃ、及びアンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄが２ペア未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記電流広がり層２３０は、第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａ、アンドープＡｌＮ２３０ｂ、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃ、及びアンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄが４ペア超過の場合、結晶性が低下し得る。

前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａは、前記第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂとアンドープＡｌＮ２３０ｂとの間に配置され得る。前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａの厚さは５ｎｍ以上であり得る。例えば、前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａの厚さは５ｎｍないし２０ｎｍであり得る。前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａの厚さが５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａの厚さが２０ｎｍ超過の場合、エッチング遮断層２２０の全体厚さが厚くなり得る。ここで、実施例は前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａが第１導電型ドーパントを含んでいるが、これに限定されず、前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａはアンドープＧａＮ系の半導体層であり得る。

前記アンドープＡｌＮ２３０ｂは、前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａと第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃとの間に配置され得る。前記アンドープＡｌＮ２３０ｂは、前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａと対比してバンドギャップエネルギーが大きくなり得る。前記アンドープＡｌＮ２３０ｂの厚さは０．５ｎｍ以上であり得る。例えば、前記アンドープＡｌＮ２３０ｂの厚さは０．５ｎｍないし１．５ｎｍであり得る。前記アンドープＡｌＮ２３０ｂの厚さが０．５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記アンドープＡｌＮ２３０ｂの厚さが１．５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃは、前記アンドープＡｌＮ２３０ｂとアンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄとの間に配置され得、アンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄに行くほどＡｌ組成が漸進的に低くなり得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃは、前記アンドープＡｌＮ２３０ｂからアンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄに行くほどＡｌ組成が漸進的に低くなり、結晶性を改善させる機能を含むことができる。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃは、Ａｌ_ｄＧａ_１−ｄＮ（０≦ｄ≦０．３５）であり得る。すなわち、第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃは、前記アンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄに行くほどＡｌ組成ｄが漸進的に低くなり、前記アンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄと接触する領域でＡｌ組成ｄが０になることがある。アルミニウム（Ａｌ）組成ｄが０．３５を超過する場合、結晶性が低下し得る。

前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃの厚さは１５ｎｍ以上であり得る。例えば前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃの厚さは１５ｎｍないし２５ｎｍであり得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃの厚さが１５ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃの厚さが２５ｎｍ超過の場合、結晶性が低下し得る。

前記アンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃと前記第１導電型ＧａＮ系の第３半導体層２３０ａの間に配置され得る。前記アンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層２３０ｃと前記活性層２１４との間に配置され得る。前記アンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄの厚さは３ｎｍ以上であり得る。例えば、前記アンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄの厚さは３ｎｍないし１０ｎｍであり得る。前記アンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄの厚さが３ｎｍ未満の場合、電流広がり効果が低下し得る。前記アンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄの厚さが１０ｎｍ超過の場合、動作電圧（Ｖｆ）が上昇し得る。ここで、前記アンドープＧａＮ系の半導体層２３０ｄは省略されることもある。

他の実施例の紫外線発光素子２００は、前記活性層２１４と第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂとの間に電流広がり層２３０が配置されて電流広がり効果を改善することができる。

また、他の実施例の紫外線発光素子２００は、エッチング遮断層２２０より高い温度で形成される電流広がり層２３０によって、前記エッチング遮断層２２０による欠陥を改善することができる。

前記活性層２１４は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：ＭｕｌｔｉＱｕａｎｔｕｍＷｅｌｌ）、量子線（Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗｉｒｅ）構造、または量子点（ＱｕａｎｔｕｍＤｏｔ）構造のうち少なくともどの一つに形成され得る。

前記活性層２１４は、前記第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂを通じて注入される電子（または正孔）と、前記第２導電型ＧａＮ系の半導体層２１６を通じて注入される正孔（または電子）が互いに結合して、前記活性層２１４の形成物質によるエネルギーバンド（ＥｎｅｒｇｙＢａｎｄ）のバンドギャップ（ＢａｎｄＧａｐ）の差によって光を放出する層である。

前記活性層２１４は、化合物半導体で構成され得る。前記活性層２１４は、例としてＩＩ族−ＩＶ族及びＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体のうち少なくとも一つで具現され得る。

前記活性層２１４は、量子井戸と陽子壁を含むことができる。前記活性層２１４が多重量子井戸構造で具現された場合、量子井戸と量子壁が交互に配置され得る。前記量子井戸と量子壁はそれぞれＩｎ_xＡｌ_yＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料に配置されてもよく、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＡｌＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ／ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＰ／ＡｌＧａＰのうちいずれか一つ以上のペア構造に形成され得るが、これに限定されない。

前記第２導電型ＧａＮ系の半導体層２１６は、半導体化合物、例えばＩＩ族−ＩＶ族及びＩＩＩ族−Ｖ族などの化合物半導体で具現され得、第２導電型ドーパントがド−ピングされ得る。前記第２導電型ＧａＮ系の半導体層２１６がｐ型半導体層の場合、前記第２導電型ドーパントは、ｐ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含むことができる。

前記第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａ及び第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂはｎ型半導体層として、前記第２導電型ＧａＮ系の半導体層２１６はｐ型半導体層として説明しているが、前記第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａ及び第１導電型ＧａＮ系の第２半導体層２１２ｂをｐ型半導体層として、前記第２導電型ＧａＮ系の半導体層２１６をｎ型半導体層として形成することもでき、これに限定されるものではない。前記第２導電型ＧａＮ系の半導体層２１６上には前記第２導電型とは反対の極性を有する半導体、例えば、ｎ型半導体層（図示せず）を形成することができる。これによって、発光構造物２１０は、ｎ−ｐ接合構造、ｐ−ｎ接合構造、ｎ−ｐ−ｎ接合構造、ｐ−ｎ−ｐ接合構造のうちいずれか一つ構造で具現することができる。

前記第１電極２６０は、前記第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａ上に配置され得る。前記第１電極２６０は、前記第１導電型ＧａＮ系の第１半導体層２１２ａと電気的に連結されることができ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうち少なくとも一つを含むことができ、単層または多層に形成され得る。

他の実施例においては、前記発光構造物２１０の下に電流ブロッキング層２８０が配置され得る。前記電流ブロッキング層２８０は、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２のうち少なくとも一つを含むことができ、発光構造物２１０と第２電極２７０との間に少なくとも一つが形成され得る。

前記電流ブロッキング層２８０は、前記発光構造物２１０上に配置された第１電極２６０と前記発光構造物２１０の厚さ方向に対応するように配置され得る。前記電流ブロッキング層２８０は、前記第２電極２７０から供給される電流を遮断し、他の経路に拡散させて前記第１電極２６０の直下に集中される電流集中を改善することができる。

前記第２電極２７０は、チャンネル層２７３、コンタクト層２７５、反射層２７７、ボンディング層２７９、及び支持部材２０１を含むことができる。

前記チャンネル層２７３は、前記第２導電型ＧａＮ系の半導体層２１６の下面周りに沿って形成され、リング形状、ループ形状またはフレーム形状に形成され得る。前記チャンネル層２７３は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＺＴＯ、ＩＡＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＧＴＯ、ＡＺＯ、ＡＴＯ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２のうち少なくとも一つを含むことができる。前記チャンネル層２７３の内側部は、前記第２導電型ＧａＮ系の半導体層２１６の下に配置され、外側部は前記発光構造物２１０の側面よりさらに外側に配置され得る。

前記コンタクト層２７５は、キャリア注入を効率的に行うことができるように単一金属あるいは金属合金、金属酸化物などを多重に積層して形成することができる。前記コンタクト層２７５は半導体と電気的な接触に優れた物質で形成され得る。例えば、前記コンタクト層２７５は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＧａｌｌｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＧａｌｌｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ＡｌｕｍｉｎｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ＡｎｔｉｍｏｎｙＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ＧａｌｌｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮ（ＩＺＯＮｉｔｒｉｄｅ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−ＧａＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−ＧａＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆのうち少なくとも一つを含んで形成され得るがこれに限定されるものではない。

前記反射層２７７は、前記コンタクト層２７５下に位置することができる。前記反射層２７７は、反射性に優れ、電気的な接触に優れた物質で形成され得る。例えば、前記反射層２７７は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆのうち少なくとも一つを含む金属または合金で形成され得る。また、前記反射層２７７は、前記金属または合金と、ＩＺＯ、ＩＺＴＯ、ＩＡＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＧＴＯ、ＡＺＯ、ＡＴＯなどの投光性伝導性物質を用いて単層または多層に形成することができ、例えば、ＩＺＯ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ、ＩＺＯ／Ａｇ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ／Ｎｉなどで積層することができる。

前記ボンディング層２７９は、前記反射層２７７の下に配置され得、バリアー金属またはボンディング金属で使用され得、その物質は例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＴａと選択的な合金のうち少なくとも一つを含むことができる。

前記支持部材２０１は、前記ボンディング層２７９の下に配置され得、伝導性部材に形成され得、その物質は、銅（Ｃｕ−ｃｏｐｐｅｒ）、金（Ａｕ−ｇｏｌｄ）、ニッケル（Ｎｉ−ｎｉｃｋｅｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅−タングステン（Ｃｕ−Ｗ）、キャリアウェーハ（例：Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ）などのような伝導性物質で形成され得る。前記支持部材２０１は、他の例として、伝導性シートで具現され得る。

また、他の実施例の紫外線発光素子２００は、前記ＡｌＮ２２０ａ及び第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層２２０ｂが５ペア以上交互するように形成されたエッチング遮断層２２０によって、欠陥遮断（ＤｉｓｌｏｃａｔｉｏｎＢｌｏｃｋｉｎｇ）効果を含むことができる。

図１２は、実施例による発光素子パッケージを示す断面図である。

実施例による発光素子パッケージ３００は、パッケージ本体部３０５と、前記パッケージ本体部３０５に設けられた第１リード電極３１３及び第２リード電極３１４と、前記パッケージ本体部３０５に設置されて前記第１リード電極３１３及び第２リード電極３１４と電気的に連結される紫外線発光素子１００と、前記紫外線発光素子１００を囲むモールディング部材３３０とが含まれる。

前記第１リード電極３１３及び第２リード電極３１４は、互いに電気的に分離され、前記紫外線発光素子１００に電源を提供する役割をする。また、前記第１リード電極３１３及び第２リード電極３１４は、前記紫外線発光素子１００から発光された光を反射させて光効率を増加させる機能を含むことができ、前記紫外線発光素子１００で発生された熱を外部に排出させる機能を含むこともある。

前記紫外線発光素子１００は、前記第１リード電極３１３または第２リード電極３１４と、ワイヤ方式、フリップチップ方式またはダイボンディング方式のうちいずれか一つによって電気的に連結されることもできる。

前記紫外線発光素子１００は、一実施例による紫外線発光素子であり得るが、これに限定されず、他の実施例による紫外線発光素子であり得る。

前記モールディング部材３３０には、蛍光体３３２が含まれて白色光の発光素子パッケージとなっていてもよいが、これに限定されるものではない。

前記モールディング部材３３０の上面は、平坦であるか、凹状または凸状に形成され得、これに限定しない。

以上、実施例に説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ずしも一つの実施例にのみ限定されるものではない。さらに、各実施例において例示された特徴、構造、効果などは、実施例が属する分野における通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組合せるか、または変形して実施可能である。したがって、このような組合せと変形に関連した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

以上、実施例を中心に説明したがこれは単なる例示に過ぎず、実施例を限定するものではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有した者であれば本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上で例示されていない様々な変形と応用が可能であることが理解できるだろう。例えば、本発明の実施例に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異点は、添付された請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims

支持部材と、
前記支持部材の上に配置され、第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層の下に配置される第２導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層との間に配置される活性層とを含み、前記第２導電型半導体層と前記活性層を貫通して前記第１導電型半導体層の一部領域を露出させる複数のリセスを含む発光構造物と、
前記支持部材と前記発光構造物との間に配置され、前記第２導電型半導体層と電気的に連結される第１電極と、
前記第１電極の下に配置され、前記リセスによって露出した前記一部領域を通じて前記第１導電型半導体層と電気的に連結される第２電極と、
を含み、
前記第１導電型半導体層は、前記活性層の上に配置され、上面に光抽出パターンを有する第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層と、前記活性層と前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第１半導体層との間に配置されるエッチング遮断層と、前記活性層と前記エッチング遮断層との間に配置される電流広がり層と、前記活性層と前記電流広がり層との間に配置される第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層と、を含み、
前記第２電極は、前記支持部材と、前記支持部材上に配置される拡散防止層と、前記支持部材と前記拡散防止層との間に配置されるボンディング層と、を含み、
前記電流広がり層は、
前記エッチング遮断層とアンドープＡｌＮ層との間に配置される第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層と、
前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層と第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層との間に配置される前記アンドープＡｌＮ層と、
前記アンドープＡｌＮ層とアンドープＡｌＧａＮ系の半導体層との間に配置される前記
第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層と
前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層と、を含み、
前記アンドープＡｌＮ層のバンドギャップエネルギーは、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層、及び前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層のバンドギャップエネルギーより大きく、
前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第２半導体層と接触する前記拡散防止層の接触部と、前記電流広がり層との間の間隔は８００ｎｍ〜１２００ｎｍである紫外線発光素子。
前記エッチング遮断層は、ＡｌＮ層と第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層が５ペア以上交互配置される、請求項１に記載の紫外線発光素子。
前記アンドープＡｌＮ層の厚さは、０．５ｎｍないし１．５ｎｍである、請求項１に記載の紫外線発光素子。
前記第１電極は、前記第２導電型半導体層の下に配置される接触層と、前記接触層の下に配置される反射層と、前記反射層の下に配置されるキャッピング層と、前記発光構造物より外側に位置する前記キャッピング層の上に配置されるパッドと、を含む、請求項３に記載の紫外線発光素子。
前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第３半導体層は、Ａｌ_ａＧａ_１−ａＮ（０．４≦ａ≦０．８）である、請求項２に記載の紫外線発光素子。
前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層は、Ａｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（０．２５≦ｂ≦０．３５）であり、
前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層のＡｌ組成は、前記アンドープＡｌＮ層から前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層に向かうほどＡｌ組成が低くなる、請求項５に記載の紫外線発光素子。
前記電流広がり層において、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第４半導体層、前記アンドープＡｌＮ層、前記第１導電型ＡｌＧａＮ系の第５半導体層、及び前記アンドープＡｌＧａＮ系の半導体層が２ペア〜４ペア交互する、請求項１から４のいずれかに記載の紫外線発光素子。