혼합소스 방법에 의해 성장된 HVPE-LED의 특성 = Characterization of a HVPE-LED Grown by Using the Mixed-source Method

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, we use quaternary InAlGaN layers with various indium compositions that were grown for white LED (light emitting diode) by using the mixed-source HVPE (hydride vapor phase epitaxy) process. The epitaxial structures of the HVPE-LEDs were grown on templated n-GaN (0001) sapphire. The structures of the HVPE-LEDs consisted of a Te-doped n-type GaN layer, an Al(In)GaN active layer, a Mg-doped p-type AlGaN (p-AlGaN:Mg) layer, and a Mg-doped GaN contact layer. The temperature of the source zone and that of the growth zone were 900℃ and 1090℃ respectively. In order to investigate the changes in the LED characteristics, are varied the amounts of metallic In mixed with Al and Ga in the active source well from 0.1 g to 0.5 g. We investigated the InAlGaN layers to determine the effects of In and Al by means of SEM (scanning electron microscopy), XPS (X-ray photoelectron spectroscopy), EDS (energy dispersive X-ray spectroscopy), EL (electroluminescence). When the In quantity increased, the Al atomic percent decreased in the EDS result for the active layer surface. The EL measurement showed peaks located at 420 nm, 515 nm, and 547 nm. Consequently, we have demonstrated the possibility of fabricating white LEDs without phosphor by using the mixed-source HVPE method.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 혼합소스 HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 방법을 이용하여 In 양의 변화에 따른 4원계 InAlGaN 층을 활성층으로 하는 LED(light emitting diode)를 제작하였다. LED의 구조는 (0001) n-GaN 사파이어 기판 위에 n-AlGaN 클래딩 층, 활성층, p-AlGaN 클래딩 층, 그리고 p-GaN 캡층 순서로 성장하였고 반응관의 온도는 소스 영역 900℃, 성장 영역 1090℃로 유지하였다. Al과 Ga이 혼합된 메탈소스에 In 양을 0.1 g에서 0.5 g까지 조절하여 LED 특성의 변화를 알아보았으며 InAlGaN 층 내의 In과 Al의 변화를 알아보기 위해 SEM(scanning electron microscope), XPS(X-ray photo-electron spectroscopy), EDS(energy dispersive X-ray spectroscopy), EL(electroluminescence)을 측정하였다. XPS와 EDS의 결과를 통해 In과 Al 성분을 확인하고 In 양이 증가함에 따라 Al 양이 감소함을 알 수 있었다. EL spectrum 결과 420 nm와 515 nm, 547 nm에서 peak가 관찰되었으며 백색 발광을 확인하였다. 이러한 결과들을 통해 In 양의 변화가 HVPE-LED의 백색 발광을 구현하는데 기인함을 알 수 있었다.

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