차세대반도체연구회

(요약) 저전위 GaN기판을 이용함으로써 고전류밀도에서 외부양자효율이 개선될 것으로 기대된다. 본고에서는 InGaN계열 청색 LED에서 저전위 GaN기판의 효과 검증과 고전류밀도에서 외부양자효율 향상을 목적으로, GaN기판 상의 서파이어 기판 상에 LED를 제작하고 특성을 비교하였다. 이를 통해 저전위 GaN기판 상의 청색 LED에서 고전류밀도에 따 른 고효율화를 고찰한다. (내용) ○ GaN, InN 등을 기반으로 하는 3족 질화물반도체는 넓은 금지대폭, 높은 열전도도 등의 우수한 전자물리적 성질과 고온에서의 화학적 안정성을 갖고 있다. 특히 GaN 기반의 청색 LED가 개발된 이후 LED는 휴대전화기 및 LCD의 백라이트, 대형 전광판, 교통신호등, 실내외 조명 등의 응용분야가 급증하여 큰 관심이 집중되고 있다. ○ 현재 LED는 대표적인 발광형 교통안전표지로 사용되고 있으며, 발광형 교통안전표지는 안개가 짙은 곳, 야간 교통사고가 많이 발생하거나 발생가능성이 높은 곳, 도로의 구조로 인하여 가시거리가 충분히 확보되지 못한 곳 등과 같은 장소에서 제한적으로 사용하도록 규정되어 있다. ○ GaN을 기반으로 하는 에피 박막은 서파이어 기판 위에 성장되며, 그 위에 n형 GaN버퍼, 다중양지우물(MQW)의 활성층, p형 GaN층이 성장된다. 전자장벽층은 다중양자우물에서 전자들이 p형 GaN영역으로 흘러들어가는 것을 방지하기 위해 다중양자우물 영역과 p형 GaN층 사이에 삽입된다. ○ 청색 LED 이외에도 자외색 LED가 개발되어 살균, 의료, 센서 등의 분야에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 자외색 LED는 전력/광 변환효율, 외부양자효율 등이 전위밀도와 긴밀한 의존성이 있는 것으로 알려졌다. ○ QW두께가 두꺼운 GaN 기판 상의 LED는 전류밀도의 증가에 따라 외부양자효율의 저하현상이 억제되어 고전류밀도에서 외부양자효율이 향상됨이 밝혀졌다. 앞으로 GaN 기판을 이용한 청색 LED의 응용분야가 보다 확대될 것으로 기대된다. 1. 서론 2. LED 제작 및 실험 3. LED의 특성 4. 전자선 형광(CL)의 관찰 5. 결론 * 출처: 한국과학기술정보연구원/ReSEAT 프로그램