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혼합소스 HVPE에 의한 비형광체 백색 LED의 성장과 광 특성
김은주,전헌수,홍상현,한영훈,이아름,김경화,양민,하홍주,안형수,황선령,조채용,김석환,Kim, E.J.,Jeon, H.S.,Hong, S.H.,Han, Y.H.,Lee, A.R.,Kim, K.H.,Ha, H.,Yang, M.,Ahn, H.S.,Hwang, S.L.,Cho, C.R.,Kim, S.W. 한국결정성장학회 2009 한국결정성장학회지 Vol.19 No.2
본 논문에서는 형광체가 없는 백색 LED의 성장과 광학적인 특성을 분석하였다. 혼합소스(miked-source) HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 방법과 다중성장보트를 이용하여 MOCVD로 얇게 성장한 n-GaN 위에 활성층을 AlGaN으로 한 이종접합구조(DH; Doublehetero structure)를 성장하고, 패키징 단계를 거쳐 비형광체 단일칩 백색 LED 램프를 제작하였다. 패키징 한 소자를 주입전류 $10{\sim}100mA$로 변화시켜 측정한 결과 색 연색성 값은 72-93, 색좌표의 좌표값은 X값은 $0.26{\sim}0.34$, Y값은 $0.31{\sim}0.40$에서 가지며, 색온도는 $5126{\sim}10406K$ 범위에서 측정되었다. 또한 주입전류 증가 시, 형광체를 사용한 백색 LED는 청색 영역으로 이동하지만, 제작된 백색 LED는 황색영역으로 색좌표가 이동하였다. 이러한 특성을 통하여 고감도의 색 연색성 값을 가지는 비형광체 백색LED의 성장 가능성을 확인하였으며, 광 특성 분석 결과를 통하여 혼합소스의 성장 메커니즘을 제안하고자 한다. In this paper, we report on the growth and optical characteristics of white-LED without fluorescent material. The growth of DH(double heterostructure) with AlGaN active layer was performed on a n-GaN/(0001) $Al_{2}O_{3}$ by the mixed-source HVPE and multi-sliding boat. The CRI(color rendering index) of packaging device charged in the range 72-93 with CIE chromaticity coordinates(x=$0.26{\sim}0.34$, y=$0.31{\sim}0.40$). And CCT(correlated color temperature) values was measured $5126{\sim}10406K$ with increasing injection current. The CIE point of conventional phosphor white LED shifts blue region, but cm point of non-phosphor white LED shifts opposite direction. These results show the mixed-source HVPE can be possible to newly fabricate method of phosphor free white LED with high CRI value.
HVPE 방법에 의해 r-plane 사파이어 기판 위의 선택 성장된 GaN/AlGaN 이종 접합구조의 특성
홍상현,전헌수,한영훈,김은주,이아름,김경화,황선령,하홍주,안형수,양민,Hong, S.H.,Jeon, H.S.,Han, Y.H.,Kim, E.J.,Lee, A.R.,Kim, K.H.,Hwang, S.L.,Ha, H.,Ahn, H.S.,Yang, M. 한국결정성장학회 2009 한국결정성장학회지 Vol.19 No.1
본 논문에서는 혼합소스(mixed-source) HVPE(hydride vapor phase epitaxy)방법으로 선택성장(SAC: selective area growth) GaN/AlGaN 이종접합구조의 발광다이오드를 r-plane 사파이어 기판 위에 제작하였다. SAG-GaN/AlGaN DH(double heterostructure)는 고온 GaN 버퍼층, Te 도핑된 AlGaN n-클래딩층. Gan 활성층. Mg 도핑된 AlGaN p-클래딩층. Mg 도핑된 GaN p-캡층으로 구성되어있다. GaN/AlGaN 이종접합구조의 발광다이오드의 특성을 알아보기 위해 SEM을 통한 구조적 분석과 전류-전압 측정(I-V: current-voltage measurement), 전류-광출력(EL: electroluminescence) 측정을 통하여 전기적, 광학적 특성을 평가하였다. In this paper, a selective area growth (SAG) of a GaN/AlGaN double heterostructure (DH) has been performed on r-plane sapphire substrate by using the mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE) with multi-sliding boat system. The SAG-GaN/AlGaN DH consists of GaN buffer layer, Te-doped AlGaN n-cladding layer, GaN active layer, Mg-doped AlGaN p-cladding layer, and Mg-doped GaN p-capping layer. The electroluminescence (EL) characteristics show an emission peak of wavelength, 439 nm with a full width at half maximum (FWHM) of approximately 0.64 eV at 20 mA. The I-V measurements show that the turn-on voltage of the SAG-GaN/AlGaN DH is 3.4 V at room temperature. We found that the mixed-source HVPE method with a multi-sliding boat system was one of promising growth methods for III-Nitride LEDs.