| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2014년 가을 (11/27 ~ 11/28, 대전컨벤션센터) |
| 권호 | 20권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료(Optical Functional and Display Materials) |
| 제목 | 사파이어 기판 후면 SiO2 증착을 통한 GaN 박막의 응력 해소 및 LED 광효율 증가 |
| 초록 | 본 연구에서는 사파이어보다 낮은 열팽창 계수를 가지는 SiO2를 사파이어 기판의 후막에 증착함으로써 사파이어 기판과 GaN 박막의 열팽창 계수 차이로 인한 기판 휨과 성장 시 GaN 박막에 걸리는 응력을 줄이고자 하였다. 그리고 LED 소자를 만들어 GaN 박막의 응력 감소에 따라 광학적 특성이 어떻게 변하는지 관찰하고자 하였다. 사파이어 기판의 후막에 SiO2를 증착하는데 있어 SiO2 박막의 두께를 1 um에서 4 um까지 증가시키며 GaN 박막의 응력이 어떻게 변하는지 분석하였다. 곡률을 측정하여 응력을 계산한 결과, 두께가 1 um에서 4 um로 증가함에 따라 GaN 박막의 응력이 15 %에서 60 %까지 감소하였다. 그리고 XRC FWHM을 측정한 결과, SiO2를 증착하여도 XRC FWHM 값은 크게 달라지지 않았다. 또한 LED 소자를 만든 후 응력 감소가 광학적 특성에 끼치는 영향을 살펴보았다. GaN 박막의 응력이 작아지게 되면 LED 구조의 polarization이 감소하고 이로 인해 Quantum-confined Stark effect (QCSE)가 감소하게 된다.[1] QCSE가 감소하게 되면 IQE droop이 감소하게 되므로 결국 응력이 감소하게 되면 IQE가 증가하게 된다. Internal quantum efficiency (IQE)는 SiO2 두께가 증가함에 따라, 즉, 응력의 감소에 따라 80.5 %에서 86.7 %까지 증가하였다. 이 기술은 기판 휨 현상으로 인해 제작이 어려운 수직형 LED 소자 공정에 응용가능 할 것으로 기대된다 [1] J. H. Son, Optics Express. 18, 5466 (2010) |
| 저자 | 이승민1, 윤의준1, 김종학2, 문승현1, 주기수1, 함재훈3, 송윤규1, 심종인3, 박용조4 |
| 소속 | 1서울대, 2삼성전자, 3한양대, 4차세대융합기술(연) |
| 키워드 | LED; Stress of GaN film; Internal quantum efficiency |
