• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.686-689
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• 2012

본 논문에서는 ISE-TCAD를 이용하여 GaN 기반의 LED특성을 분석하였다. LED는 GaN 버퍼층을 기반으로 GaN 장벽과 InGaN 양자우물로 구성된 활성 영역, AlGaN EBL(Electron Blocking Layer)과 AlGaN HBL(Hole Blocking Layer)로 이루어져 있다. Auger 재결합률, 양자 우물의 폭과 수, EBL의 Al 몰분율의 변화에 따른 LED의 출력 전력 특성을 분석하고 효율 개선을 위한 몇 가지 기준을 제시하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.233-236
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• 2012

본 논문에서는 차단층 설계 변수에 따른 GaN 기반 LED의 출력 특성을 분석하였다. 사용된 LED의 기본 구조는 GaN 버퍼층을 기반으로 GaN 장벽과 InGaN 양자 우물로 이루어진 활성 영역이 AlGaN EBL(Electron Blocking Layer)과 AlGaN HBL(Hole Blocking Layer) 사이에 구성되어 있다. ISE-TCAD를 이용하여 GaN 기반 LED에서 EBL의 Al 몰분율과 두께, HBL의 Al 몰분율과 도핑 농도에 따른 출력 전력과 내부 양자 효율 특성을 분석하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.251-254
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• 2012

본 논문에서는 양자 우물 구조 변화에 따른 GaN 기반 LED의 출력 특성을 분석하였다. 사용된 LED의 기본 구조는 GaN 버퍼층을 기반으로 GaN 장벽과 InGaN 양자 우물로 이루어진 활성 영역이 AlGaN EBL(Electron Blocking Layer)과 AlGaN HBL(Hole Blocking Layer) 사이에 구성되어 있다. ISE-TCAD를 이용하여 LED 활성영역의 양자 우물의 두께와 개수, 장벽의 도핑 변화에 따른 출력 전력, 내부 양자 효율 특성을 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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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.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권7호
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• pp.10-16
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• 2011

본 논문에서는 고효율 고출력 무분극 GaN LED의 구현을 위하여 Mg이 도핑된 GaN spacer층 및 GaN quantum barrier(QB)층을 삽입한 구조를 제안하였다. 제안한 구조에 대한 물리적 해석을 위하여 일반적인 무분극 LED 에피구조와 본 연구에서 제안한 p-GaN spacer층 및 p-GaN QB층이 삽입된 무분극 LED 에피구조에 대해 상용화된 $SimuLED^{TM}$ 시뮬레이터를 이용하여 전기적/광학적 특성을 비교 분석하였다. 실험 결과, 본 연구에서 제안한 무분극 LED는 20 mA의 전류주입 하에서 동작전압($V_f$)이 일반적인 무분극 LED에 비해 약 3.7% 감소된 3.67 V의 전기적 특성을 갖는 것을 확인하였고, 광출력은 약 7% 향상된 2.13 mW의 광학적 특성을 갖는 구조임을 확인하였다. 또한, 내부양자효율(Internal quantum efficiency, IQE)과 광방출세기(emission peak intensity) 역시 각각 9.1% 및 170% 향상된 우수한 특성을 갖는 에피구조임을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제16권3호
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• pp.275-286
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• 2005

InGaN LED에서 칩 구조 및 칩마운트 구조에 따른 광추출효율의 변화를 Monte Calo 기법을 이용하여 해석하였다. Simulation을 통해 얻은 중요한 결론의 하나는, InGaAlP 또는 InGaN/SiC LED의 경우에서는 달리, InGaN/sapphire LED의 경우 칩의 측 벽면 기울임 기법의 광추출효율 개선효과가 상대적으로 미미하다는 점이다. InGaN/SiC LED의 경우와는 달리, 기판으로 사용되는 sapphire의 굴절률이 상대적으로 작아서 생성된 광자들이 기판으로 넘어가는데 전반사장벽을 만나게 되어, 많은 광자들이 기판으로 넘어가지 못하고 두께가 매우 얇은 반도체 결정층에 갇히는 현상 때문이다. 동일한 현상은 epi-down 구조의 칩 마운트에서 광추출효율이 크게 개선되지 못하는 원인으로도 작용하게 된다. 광추출효율 관점에서의 epi-down 구조의 InGaN/sapphire LED가 갖고 있는 잠재력을 살리기 위한 방법의 하나는 기판-에피택시 계면을 texturing 하는 것이라고 할 수 있는데, 이 경우 생성된 광자들이 다량기판으로 넘어갈 수 있게 되어 광추출효율이 현저하게 개선된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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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.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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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)

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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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.