혼합-소스 수소화학기상법에 의한 청색발광다이오드 제작
Development of a Blue Light-Emitting Diode by Using a Mixed-Source Hydride-Vapor-Phase Epitaxy Method
전헌수(한국해양대학교 화합물반도체공정교육센터); 전인준(한국해양대학교); 배숭근(한국해양대학교); 이삼녕(한국해양대학교); 양민(한국해양대학교); 안형수(한국해양대학교); 유영문(부경대학교); 이상칠(제주대학교); 김석환(안동대학교)
67권 4호, 444~450쪽
초록
혼합-소스 수소화학기상법 (hydride vapor phase epitaxy, HVPE)에 의해 기판이 없는 수직형 청색 발광다이오드를 제작하였다. 칩은 광리소그래피, 에피층 성장, 분류 및 금속화를 포함해서 총4개의 단계로 이루어 진다. 칩내 모든 에피층 들은 수소화학기상법 장치 내 소스 존 외각에 온도를 T $>$ 660 $^{\circ}$C으로 제어하기 위한 RF 가열코일과 소스 존 내부에 순서대로 혼합소스 물질이 채워진 다중-스라이딩 보트 계를 사용하여 성장 존에서 연속적으로 성장 시킨다. 전극 증착 과정에서 고안된 포켓형 세도우 마스크를 사용하여 350 $^{\circ}$C에서 10분 동안 동시에 250개의 원시 칩의 위 면과 아래 면에 전극을 정착할 수 있다. 제작된 수직형 발광다이오드에 대한 전자발광 (electro luminescence, EL) 측정 결과 중심파장이 450 nm의 파장을 보였다. 또한 turn-on 전압은 3.7 V로 측정되었다. GaN 활성 층을 가진 기판 없는 수직형 발광 다이오드에 대한 빛 방출의 근거한 여러 특성의 측정으로부터 혼합-소스 수소화학기상법 방법이 고체상태 광원의 제작 방법 중의 하나로 여겨진다.
Abstract
We manufacture a vertical-type blue light-emitting diode (LED) without a substrate by using a mixed-source Hydride-vapor-phase epitaxy (HVPE) method. The chip-growth process is completed by using only four steps; photolithography, epitaxial layer growth, sorting, and metallization. All of the epitaxial layers in a chip are grown consecutively in the growth zone by using both a multi-sliding boat system filled with the mixed-source materials in sequence at the source zone inside and a RF heating coil to control the temperature such that T $>$ 660 $^{\circ}$C at the source zone outside in the HVPE installation. A designed pocket-type shadow mask in the alloy process can be used to deposite the electrodes on both the upper and the bottom sides of the 250 bare chips at one time over 10 minutes at 350 $^{\circ}$C. The main peak in the EL measurement for the developed vertical-type LED appears at 450 nm. The turn-on voltage of the vertical-type LED is about 3.7 V. Measurements of the various characteristics of the light emitted by this vertical-type blue LED without a substrate, but with the GaN active layers, showed the mixed-source HVPE method to be a promising method for febricating solid-state light sources.
- 발행기관:
- 한국물리학회
- 분류:
- 물리학