| 초록 |
현재, 질화물 계 발광 다이오드는 반도체 층과 외부 공기와의 계면에서 발생하는 전반사 현상으로 인하여 광추출효율이 매우 낮은 문제점이 있어, 충분한 성능의 향상을 이루지 못하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 다양한 연구가 진행 중이나, 그 중 이차원 광결정 패턴은 전반사를 효과적으로 억제시켜 발광 다이오드의 광추출효율을 크게 증가시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 하지만 기존의 노광 기반의 패터닝 기술로는 발광 다이오드의 제작 공정 중에 광결정 패턴을 경제적으로 형성하기 어렵기 때문에 실제 적용하기에는 제약이 따르고 있다. 나노 임프린트 리소그래피는 고가의 노광 장비가 필요 없고 간단한 공정으로 수십 나노 급의 패턴을 대면적에 전사할 수 있는 경제적인 패터닝 기술로써, 본 연구에서는 나노 임프린트 공정을 통하여 질화물 계 발광 다이오드 표면 p-GaN 층에 광결정 패턴을 형성하였다. UV 임프린팅 공정을 통하여 발광 다이오드 기판 상에 sub-micron 급 폴리머 패턴을 형성한 후 inductively coupled plasma 식각 공정을 통하여 p-GaN 층을 패터닝하였다. 그 결과, 250~400 nm 크기의 hole이 600~900 nm의 주기로 형성되어 있는 다양한 이차원 광결정 패턴을 p-GaN 층 내에 형성하였다. Photoluminescence 측정 결과, 광결정 패턴이 형성된 시편이 패터닝 되지 않은 시편에 비하여 intensity가 크게 향상되었으며, 이는 광결정 패턴으로 인한 표면 난반사현상으로 인하여 광추출효율이 향상된 것으로 해석된다. |
