마그네슘이 도핑된 GaN 공간층과 양자장벽층을 이용한 무분극 GaN 발광다이오드의 전기적/광학적 특성 향상 (Improvement of Electrical/optical Characteristics Using Mg-doped GaN Spacers and Quantum Barriers for Nonpolar GaN light-emitting Diodes)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 - SD / 48권 / 7호 / 10 ~ 16페이지
· 저자명 : 김동호, 손성훈, 김태근

초록

본 논문에서는 고효율·고출력 무분극 GaN LED의 구현을 위하여 Mg이 도핑된 GaN spacer층 및 GaN　quantum barrier(QB)층을삽입한 구조를 제안하였다. 제안한 구조에 대한 물리적 해석을 위하여 일반적인 무분극 LED 에피구조와 본 연구에서 제안한p-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(Vf)이 일반적인 무분극 LED에 비해 약 3.7% 감소된 3.67 V의 전기적 특성을 갖는 것을 확인하였고, 광출력은 약 7% 향상된 2.13 mW 의 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.

영어초록

We report on the simulation results of electrical/optical characteristics for nonpolar GaN LED having Mg-doped GaN spacer and quantum barrier, in comparison with those of the typical nonpolar GaN LED. In order to reduce the band-gap energy distortion and conduction-band discontinuity in InGaN/GaN multiple quantum wells(MQWs) of nonpolar GaN LED,and thereby to increase their current-voltage, light output power and emission peak intensity, we applied 6 nm-thick p-type(1×10^(18) cm^(-3)) GaN spacer and GaN QB schemes to the typical nonpolar GaN LED epitaxial structure. As a result,we found that the radiative recombination rate was increased by 23% in MQWs at 20 mA current injection. Also, the forward voltage(Vf) and the light output power(Pout) were improved by 3.7% and 7%, respectively, for the proposed nonpolar LED epitaxial structure, compared with those of the typical nonpolar GaN LED.

참고자료

· 없음