• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.192.2-192.2
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• 2015

본 논문에서는 사파이어 기판 표면에 레이저 처리를 통해 격자 구조(레이저 격자 구조)를 제작하고 InGaN/GaN 발광다이오드(Light-Emitting Diodes, LED) 박막을 성장 한 시료에서 Bowing 특성 변화를 논의한다. 그리고 Bowing 정도에 따른 InGaN/GaN LED의 광학 및 전기적 특성을 Photoluminescence (PL)와 Electroluminescence (EL) Mapping 법을 이용하여 상호 비교 분석하였다. 2-인치 사파이어 기판 상에 레이저 격자 구조의 간격은 1 mm (GS1-LED), 2 mm (GS2-LED), 3 mm (GS3-LED) 로 제작하였으며, 격자 구조가 없는 LED를 기준 시료(C-LED)로 사용하였다. GS1-LED, GS2-LED, GS3-LED의 Bowing 정도는 C-LED 대비 각각 8%, 7.6%, 6.4% 감소하였다. PL Mapping 결과, GS-LED의 발광 파장의 분포 균일도가 C-LED 보다 개선되는 것을 확인하였고, 파장이 C-LED 대비 단파장으로 이동하였다. 또한, GS-LED시료의 PL 강도는 C-LED보다 증가하였고, 특히 GS2-LED의 PL 강도는 C-LED 대비 6.9% 증가 하였다. EL mapping 결과, GS-LED 발광 파장의 분포 균일도는 PL 결과와 유사하게 측정되었으며, 2인치 기판 전체 면적에 대한 GS-LED의 주요 동작전압 및 출력 전력 수율이 C-LED대비 현저히 개선되었다. 사파이어 기판 표면에 제작한 레이저 격자 구조에 따른 InGaN/GaN LED의 광학적, 전기적 특성을 Bowing의 개선과 응력 완화 현상으로 논의 할 예정이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2012.05a
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• pp.686-689
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• 2012

In this paper, the GaN-based LED characteristics are analyzed using ISE-TCAD. The LED consists of GaN barriers, active region of InGaN quantum well, AlGaN EBL(Electron Blocking Layer) and AlGaN HBL(Hole Blocking Layer) on GaN buffer layer. The output power characteristics of LED considering Auger recombination rate, thickness of quantum well and number of quantum wells are analyzed and some criteria for the design of LED are proposed.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2012.10a
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• pp.233-236
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• 2012

In this paper, the output characteristics of GaN-based LED considering blocking layer design variables are analyzed. The basic structure of the LED consists of active region of GaN barrier and InGaN quantum well between AlGaN EBL(Electron Blocking Layer) and AlGaN HBL(Hole Blocking Layer) on GaN buffer layer. The output power, internal quantum efficiency characteristics of LED active region considering Al mole fraction of EBL, thickness of EBL, Al mole fraction of HBL and doping concentration of HBL are analyzed using ISE-TCAD.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2012.10a
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• pp.251-254
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• 2012

In this paper, the output characteristics of GaN-based LED considering quantum well structure are analyzed. The basic structure of the LED consists of active region of GaN barrier and InGaN quantum well between AlGaN EBL(Electron Blocking Layer) and AlGaN HBL(Hole Blocking Layer) on GaN buffer layer. The output power, internal quantum efficiency characteristics of LED active region considering thickness of quantum well, number of quantum well and doping of barrier are analyzed using ISE-TCAD.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.356-356
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• 2012

InGaN/GaN로 제작된 Blue chip의 파장에 따른 백색 LED의 성능 저하를 전기적, 광학적 특성을 고려하여 조사하였다. 4가지 파장으로 제작된 백색 LED Sample들은 60 mA, 75 mA, 90 mA의 주입 전류로 장 시간동안 스트레스를 주었다. 또한 형광체가 없는 상태와 있는 상태를 구분하여 패키지의 감쇠 특성을 확인하였다. Blue 피크 파장 437 nm, 주입전류 90 mA, 형광체가 있는 상태와 형광체가 없는 상태에서 패키지의 출력 광세기는 각각 20%, 36%까지 감소하였다. 이는 Blue Chip에서 출력되는 단파장이 페키지 몰드의 노화(황변)현상에 직접적인 영향을 주기 때문이다. 전기적 특성은 Blue chip의 파장영역에 의존하지 않고, 스트레스 시간에 따른 LED내부 저항이 커지는 현상을 확인하였다. 따라서 InGaN/GaN로 제작된 백색 LED의 장 수명을 얻기 위해서는 Blue chip의 출력 파장 영역과 페키지 몰드 재료 특성의 신뢰성 관계가 중요하다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.48 no.7
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• pp.10-16
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• 2011

We report on the simulation results of electrical/optical characteristics for nonpolar GaN LED having Mg-doped GaN spacer and quantum barrier, in comparison with those of the typical nonpolar GaN LED. In order to reduce the band-gap energy distortion and conduction-band discontinuity in InGaN/GaN multiple quantum wells(MQWs) of nonpolar GaN LED, and thereby to increase their current-voltage, light output power and emission peak intensity, we applied 6 nm-thick p-type($1{\times}10^{18}\;cm^{-3}$) GaN spacer and GaN QB schemes to the typical nonpolar GaN LED epitaxial structure. As a result, we found that the radiative recombination rate was increased by 23% in MQWs at 20 mA current injection. Also, the forward voltage($V_f$) and the light output power($P_{out}$) were improved by 3.7% and 7%, respectively, for the proposed nonpolar LED epitaxial structure, compared with those of the typical nonpolar GaN LED.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.16 no.3
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• pp.275-286
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• 2005

The performance of the InGaN LED's in terms of the photon extraction efficiency has been analyzed by the Monte Carlo photon simulation method. Simulation results show that the sidewall slanting scheme, which works well for the AlInGaP or InGaN/SiC LED, plays a very minimal role in InGaN/sapphire LED's. In contrast to InGaN/SiC LED's, the lower refractive index sapphire substrate restricts the generated photons to enter the substrate, minimizing the chances for the photons to be deflected by the slanted sidewalls of the epitaxial semiconductor layers that are usually very thin. The limited photon transmission to the sapphire substrate also degrades the. photon extraction efficiency especially in the epitaxial-side down mount. One approach to exploit the photon extraction potential of the epitaxial-side down mount may be to texture the substrate-epitaxy interface. In this case, randomized photon deflection off the textured interface directly increases the number of the photons entering the sapphire substrate, from which they easily couple out of the chip and thereby improving the photon extraction efficiency drastically.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.414-414
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• 2009

나노스피어 리소그래피는 기존의 리소그래피 방법에 비해 나노 크기 패턴을 제작하는데 공정이 간단하며 재현성있게 대면적에 패터닝이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 Vertical LED(V-LED)의 External quantum efficiency 향상을 위하여 나노스피어 리소그래 피를 이용하여 V-LED의 n-GaN 표면을 패터닝을 하였다. n-GaN 위에 Sputter를 이용하여 $SiO_2$를 증착 후 나노스피어를 스핀 코팅을 이용하여 단일막을 형성하였다. 그 후, 반응성 이온 식각 장치를 이용하여 나노스피어의 크기를 조절하고 $SiO_2$층을 식각하였다. 다음과 같은 공정 후 $SiO_2$층을 Mask층으로 하여 n-GaN 표면을 식각하였다. 실험 결과 나노스피어 리소그래피를 이용하여 V-LED의 External quantum efficiency 향상을 위한 n-GaN 표면의 패턴 제작이 가능함을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2001.02a
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• pp.48-49
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• 2001

GaN는 wurzite structure를 갖는 wide bandgap III-V족 반도체로서, 청색 반도체 laser diode (LD), light emitting diode (LED)등으로 응용되는 물질이다. InGaN quantum well은 GaN계의 청색 LD, LED 구조에서 활성층으로 사용되기 때문에 이에 대한 광학적 연구가 활발하다. InGaN는 GaN위에 성장하면 strain에 의해 piezoelectric 효과가 크게 나타나는 것으로 알려져 있다. 이러한 piezoelectric potential에 의해 외부에서 voltage가 가해지지 않은 상황에서도 InGaN quantum well내의 electron, hole의 wave function이 비대칭 potential의 영향을 받게된다. (중략)

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.21-21
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• 2003

To increase the light-emission efficiency of LED, we increased the internal and external quantum efficiency by suppressing the defect formation in the quantum well and by increasing the light extraction efficiency in LED, respectively. First, the internal quantum efficiency was improved by investigating the effect of a low temperature (LT) grown p-GaN layer on the In$\sub$0.25/GaN/GaN MQW in green LED. The properties of p-GaN was optimized at a low growth temperature of 900oC. A green LED using the optimized LT p-type GaN clearly showed the elimination of blue-shift which is originated by the MQW damage due to the high temperature growth process. This result was attributed to the suppression of indium inter-diffusion in MQW layer as evidenced by XRD and HR-TEM analysis. Secondly, we improved the light-extraction efficiency of LED. In spite of high internal quantum efficiency of GaN-based LED, the external quantum efficiency is still low due to the total internal reflection of the light at the semiconductor-air interface. To improve the probability of escaping the photons outside from the LED structure, we fabricated nano-sized cavities on a p-GaN surface utilizing Pt self-assembled metal clusters as an etch mask. Electroluminescence measurement showed that the relative optical output power was increased up to 80% compared to that of LED without nano-sized cavities. I-V measurement also showed that the electrical performance was improved. The enhanced LED performance was attributed to the enhancement of light escaping probability and the decrease of resistance due to the increase in contact area.