LED 칩 프로세스 기술동향

LED 칩 프로세스 기술동향

최근 그린 IT기술의 중심으로 차세대 조명 및 발광소자인 LED 소자에 대한 기술적 관심이 집중되고 있다. LED 소자의 빠른 기술 발전과 이에 따른 응용 분야의 급격한 확대 속에 기존의 조명 산업의 대체 및 신사업 창출 등의 새로운 시장으로 거듭나고 있다. 본 보고서에서는 'LED 칩 프로세스 기술 동향' 이란 주제로 LED 연구 및 개발에 있어서 중요한 에피 박막 성장, 소자 제조, 패키지 기술 등의 최신 기술 동향을 소개하고자 한다.
글: 이성남 교수/ 한국산업기술대학교 나노-광공학과, KPU-LED센터
www.kpu.ac.kr

개요

전 세계적으로 수은, 할로겐 등의 유해 물질 규제가 본격화되고 있는 상황에서 인체에 무해하며 유해파 방출이 없는 LED는 기존의 조명을 대체할 수 있는 가장 유력한 후보로 부상하고 있다. 이렇듯 현재 가장 각광을 받고 있는 LED 소자는 높은 에너지 효율, 고시인성, 고속 응답성과 함께 장수명으로 파장의 선택성 등도 뛰어나, 청색/녹색 및 백색LED를 필두로 개발되고 있다. 또한, 백색 LED의 고출력화와 저가격화가 진행되어 LED 시장은 앞으로는 LED LCD BLU 보급, 나아가서는 백열등과 형광등을 대신하는 차세대 조명등의 새로운 분야로의 확대가 기대되고 있다. 이러한 LED 시장은 성능향상에 따라 급속히 확대되어 2003년에는 3,000억 엔에 달하는 규모로 커졌으며, 이러한 성장을 이끌고 있는 것은 GaN계, AlInGaP계 발광재료를 이용한 고휘도 LED이다. LED 소자의 장점으로는 긴 수명, 저전력, 내진동성, 저전압 구동 등 LED가 지닌 본질적인 특징과 전구나 할로겐램프를 능가하는 높은 발광효율을 갖춘 제품의 등장으로 인해 다양한 용도에서 널리 사용되고 있다. 또한, 기존의 발광체에 비하여 열을 발생시키지 않아 높은 발광효율을 얻을 수 있다는 점에서 각종 디바이스, 휴대전화용 백라이트, 자동차용 계측판, 교통 신호기 등으로 이용이 확대되고 있는 상황이다. 하지만, 아직까지 LED 소자의 발광대비 가격적인 측면을 고려할 때 백색 LED 사용은 아직 한정적인 범위에 머물고 있는 상황이지만, 고출력화에 따른 저가격화에 의한 실용화는 향후 1~2년 내에 이루어지리라 예상되고 있다.

LED 응용 분야
현재 LED는 빛의 3원색 뿐만 아니라 자외선과 적외선, 무지개색의 LED가 모두 출시되고 있다. 이러한 LED 소자는 GaN계, AlInGaP계 모결정에 주입 원소들을 조절함으로써 다양한 파장의 단일파장의 빛을 발생하고 있고 그 응용 분야는 표 1에 자세히 나타내었다. 특히, 최근 각광을 받고 있는 디스플레이 광원으로 빨강, 녹색, 청색 등 빛의 3원색을 혼색하여 색을 나타낼 수 있다. 또한, 조명용 광원에서는 태양광과 유사한 광원이 최적이므로 빨강, 녹색, 청색 이외에 노랑 또는 오렌지 색 LED를 부과하여 연색성 지수가 높은 조명기기를 제조할 수 있다[2]. 다른 한편으로는 백색 LED를 만들기 위하여 LED와 보색관계에 있는 형광체를 사용하거나 연색성 지수를 높이기 위하여 여러 색의 형광체를 사용하고 있다. 형광체 혼합비를 조절하여 색온도를 조절한 제품을 출시되고 있는 실정이다.

LED 연구 개발 동향
LED는 1970년대 GaAsP기반으로 한 적색 LED를 시초로 1990년대에 GaN계의 청색, 녹색등의 가시광 영역까지 확대되고 그 출력이 증대되고 있다[3]. 하지만, 현재 5mm 정도의 소형 LED 램프에서는 전구나 형광등처럼 하나만으로는 실용적인 광량을 얻을 수 없다. 따라서, LED가 조명분야에서 고체광원으로 확고한 위치를 차지하기 위해서는 또 다른 변신이 필수적이며, LED는 그런 잠재능력이 충분할 것으로 보인다. 또한, LED 선진업체라고 할 수 있는 루미레즈, 크리, 니치아화학, 오스람 등의 LED 업체들은 최근 LED 사용을 가전업체로 눈을 돌리기 시작하고 있다.
또한, 관련업계에서 주류를 형성하고 있는 일반조명용 광원의 LED화가 LED 소자개발의 구동력이 되고 있다. 현재, LED 시장에 있어서 조명용의 비율은 수% 정도로 볼 수 있는데, 백열등과 형광등의 일반 조명 대체로서의 이용이 실현되면, 거대한 신규시장이 생길 것이며, 환경문제 등도 포함하면 그 영향력은 헤아릴 수 없을 만큼 클 것으로 판단되고 있다. 단, 형광등 등을 뛰어넘는 발광효율을 실현하기 위해서는 현 난관을 이겨내는 것이 LED 산업에 있어서 가장 큰 요구 사항이다.
이러한, 발광효율 극대화를 위한 국가적 지원도 현재 빠르게 이루어지고 있다. 일본 NEDO는 1998년부터 2002년에 걸쳐 경제 산업성에 보조를 받아 '고효율 전광변환 화합물 반도체 개발(21세기의 빛)' 프로젝트를 추진하여, 406nm의 근자외 광 여기에서 세계 최고 외부양자효율 을 달성하였고, 백색 LED 조명광원에서 평균 연색 평가 수 92라는 높은 값을 실현했지만, 백색 LED 조명광원의 발광효율은 30 lm/W로 목표(80∼100 lm/W)를 밑돌아 근자외 LED와 조합하는 형광체는 양자효율과 수명에 대해서는 과제를 남기고 있다. 미국은 DOE를 중심으로 차세대 SSL 프로젝트를 진행하여 2025년까지 200 lm/W를 실현하는 목표를 삼고 국가적 지원 하에서 지속적인 연구개발이 진행되고 있다. 또한, 중국은 중국과학기술부를 중심은 LED 연구개발의 지원을 하고 있고, 작년 2008년 베이징 올림픽을 빛의 올림픽으로 선전하여 LED 산업의 세계 공장화를 목표로 두고 있다. 

LED 칩 기술 동향
LED 소자는 그 응용 분야의 확대를 위해 광효율 증대가 가장 우선적으로 진행되고 있다. 이러한 LED 소자의 효율은 그림 4에 나와 있듯이 내부양자효율, 외부추출효율, 패키지 효율 등의 곱(LEDefficiency = ηinjection × ηinternal × ηexternal × ηpackage)으로 표현될 수 있다[2]. LED 효율의 식에서 나타나듯이 전체 LED 효율의 증대를 위해서는 각각의 효율의 증대가 필수적이다. 우선적으로, 내부양자효율은 LED 에피 박막성장 및 구조설계에 관련되고, 추출 효율은 LED 에피 성장 부분과 제조 공정에서 대부분의 기술적 이슈들에 의해 결정된다. 마지막으로 패키지 효율을 소자화 된 LED의 발광 효율을 극대화시키기 위해 열 방출 및 광학 설계 등을 통하여 극대화 시킬 수 있을 것이다.
외부 양자 효율을 높이기 위해서는 내부 양자 효율 및 빛 추출효율 개선이 필요하다. 고출력 chip에서 150 lm/W까지 성능을 얻기 위해서는 적어도 내부양자효율 약 90%, 빛 추출효율이 약 90%를 얻어야 가능하다. 아래 표 2는 현재 수준인 형광체를 이용한 백색 LED가 70 lm/W일 경우와 앞으로 150 lm/W를 얻기 위한 각 단계별 효율을 비교한 것으로 각각의 효율 증대를 위해 각 이슈 부분을 확인 파악하는 것이 중요할 것이다. 
이러한 LED 응용 분야의 확대를 위해 고휘도의 LED 소자 개발을 위한 LED 전체 발광 효율을 증대시키기 위해 에피, 칩, 패키지, 및 신뢰성 부분에 대하여 현재 진행되고 있는 세부적인 기술적 이슈들을 정리하면 표 3과 같다. 
 LED 소자의 내부 발광 효율 향상은 앞서 언급하였듯이, 주로 에피 박막 공정 단계에서 중요한 이슈들로 보이고 있다. 일반적으로 LED 소자의 활성층에서 발광 강도를 강하게 하기 위해서는 비발광 결함이 적은 고품질 박막 성장, 최적의 양자 구조를 이용한 활성층, 도핑 이슈들을 최적화 함에 따라서 박막 자체의 발광 효율을 극대화 시키는 노력이 진행되고 있다. 세부적인 기술적 이슈 및 연구 개발 동향을 살펴보면 다음과 같다.

고품질 저결함 박막 성장기술
LED 소자의 제작하는 기본적인 물질인 GaN계 화합물 반도체 있어서 동종기판에 부재에 기인하여 GaN 결정성장 시, 기판으로 사용되는 사파이어 기판과 GaN 단결정 사이의 격자 정수 차, 열팽창 계수 차로 인해 결정의 성장방향으로 전달되는 결함(관통전위)이 상당히 고밀도로 발생하고 있다. 이 전위밀도를 저감시키기 위해 전위를 성장방향으로 관통시키지 않게 하는 방법과 전위 자체를 발생시키지 않게 하는 방법이 개발되고 있다. 여러 결함 저감 기술 중에 최근 가장 많이 사용되고 추출효율의 증대 효과까지 확보할 수 있는 패터닝 가공한 기판을 이용해 바로 위의 성장 시에 횡방향으로 성장촉진을 도모함으로써 결함을 성장계면 근방에서 횡방향으로 돌려 위 방향으로 관통하는 전위를 저감할 수 있다. 이미 107cm-2대 이하의 저전위 밀도를 실현할 수 있지만, 실제로 양산하는데 있어서 성장면 내의 균일한 품질을 얼마나 실현할 수 있을지가 핵심이 기술로 여겨지고 있다. 다른 방법으로는 결정결함 밀도가 낮은 Ⅲ족 질화물계 기판, 또는 저결함 Ⅲ족 질화물계 결정층이 이미 성막된 기판을 이용하는 방법이다. 최선의 기판인 GaN 벌크 기판에 대해 이를 비슷하게 실현시킨 것이 템플레이트 기판이며, 몇몇 메이커에서 제품화되었는데, 벌크 기판 정도까지는 안 되지만 비용 상승분과 성능 면에서 효과를 감안하면 레이저나 전자 디바이스, UV LED 등으로 사용이 제한될 것으로 보인다.

발광 메커니즘에 기초한 박막 층 구조설계
최근 질화물계 LED 소자는 고출력 및 고효율 특성에 대한 요구가 증대하고 있고, 이를 성공적으로 개발하기 위해, GaN계가 갖는 장점을 최대한으로 이끌어 내기 위해서는 확립된 발광 메커니즘에 기초로 한 이상적인 박막층 구성에 대한 구조설계를 이루어져야 한다. 하지만, 최근 고출력 특성을 얻기 위하여 질화물계 LED 소자에 주입전류가 증가함에 따라서 발광 강도가 현저하게 감소하는 현상을 보이고 있다. 이를 "효율저하 현상 (efficiency drooping)" 이라고 한다. 이런 현상에 있어서 선진 일류 업체일수록 그림 5a에서 보여주듯이 미분 발광강도가 최대점에서 떨어지는 Drooping 특성이 적게 나타나고 있다.
이 Droop 현상의 감소는 고 전류 주입 시 지속적으로 발광강도가 증가함을 나타내므로 고출력 LED 구현이 가능하다는 의미이다. 따라서, 최근 높은 주입 전류에서 발광효율이 감소하는 droop현상을 최소화시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 효율 저하 특성을 보이는 이유는 그림 5b)에서 보여주듯이 주입된 전류와 정공이 다중양자우물구조의 활성층에서 만 재결함 되어야 하는데 그렇지 못하고 다른 곳에서 비 발광 현상으로 사라지고 있음을 의미한다. 특히, InGaN 활성층 자체의 내부 결함에 의한 비 발광 현상 증가, 우물층과 장벽층사이에서의 계면 결함에 의한 캐리어의 leakage 현상 및 낮은 정공의 수와 이동도에 의한 p-type쪽으로 전자의 overflow 현상이 발생하므로 활성층에서 발광현상으로 나타나야 하는 캐리어가 비발광 결합으로 손실되고 있을 것으로 추측된다. 따라서 선진 연구그룹에서 이에 대한 원인을 제안하고 그 대안을 아래와 같이 제시하고 있다[4-7].

I. Auger recombination의한 효율 감소
기존의 질화물계 발광소자에서는 auger recombination이 무시할 정도로 작다고 보고됐지만, 최근에 고전류 인가 시 발광 효율이 감소하는 현상이 auger recombination에 의한 것이라고 보고되고 있다. 이러한 현상을 억제하기 위해서는 활성층으로 사용되고 있는 양자 우물 구조에서 우물층의 두께를 증가시키는 방법이 제안되고 있다[5].

II. 결정 결함에 의한 효율 감소
이종기판의 사용에 따른 결정 결함의 발생은 비발광 재결합의 원인된다고 보고되고 있다. 따라서 LED 박막 자체의 결함 밀도를 최소화하기 위한 여러 방법이 앞서 언급되었듯이 연구 개발이 진행되고 있다. 또한, 저결함 GaN기판 개발을 통하여 이종 성장이 아닌 동종 기판을 이용한 고효율 LED 개발에 대한 연구가 지속적으로 수행하고 있다[4-6].

III. 우물층과 장벽층 사이에 내부field에 의한 효율 저하
질화물계 반도체는 고유의 결정 구조에 따라 응력 분포에 따른 내부 전계 현상이 발생한다. 이 내부 전계 효과에 따라 양자우물층에 밴드갭이 휘어져 발광 재결합을 하여야 하는 전자와 전공의 공간적 분리현상이 발생하고 밴드휨 현상에 의한 전자의 overflow현상을 최소화하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히, AlInGaN 사성분계 장벽층을 이용한 응력 조절 기술 및 원천적으로 내부 전계 효과가 발생하지 않는 비극성 질화물계 반도체를 이용한 LED이 개발이 이루어지고 있다[6-7]. 

광 추출 효율의 향상

LED 소자의 광 추출 효율 향상은 앞서 언급하였듯이, 주로 소자 제조 공정 단계에서 중요한 이슈들로 보이고 있다. 일반적으로 LED 소자 내에서 발생한 광이 LED내부의 여러 반도체 층과 공기와의 굴절률 차이에 의한 반사 및 방출 각도 등에 영향을 받으므로, 발생된 빛을 외부로 효과적으로 추출하기 위하여 칩 표면의 형상 조절, 패턴닝 기판 사용, 나노 배열 및 LED 칩의 형태 등이 연구 되고 있다. 또한 생성된 빛의 손실을 최소화하기 위해 전극에서 흡수 손실 최소화가 큰 이슈로 부각되고 있다. 세부적인 기술적 이슈 및 연구 개발 동향을 살펴보면 다음과 같다.  

전극재료에 의한 흡수 손실의 저감[8-10]
플립칩 타입 LED 소자는 반사율이 높고 신뢰성이 뛰어난 재료를 전극으로 사용해 빛을 사파이어 기판 측에서 추출한 방식이 1999년부터 양산화 되었다. 플립칩 소자는 결정층 측을 밑으로 해서 범프라 불리는 금속재료로 기판에 실장되기 때문에 결정층 내에서 발생하는 열을 효율적으로 기판 측으로 뺄 수 있으며, 접착재료도 필요 없어 더 안정적이기 때문에 조명용 대전류 대형소자로 적합한 설계라고 할 수 있다. 최근에는 투명 도전막으로 유명한 ITO를 투광성 전극으로 사용한 소자가 개발되어 시장에 나오고 있다. 이러한 ITO 전극은 가시광의 투과율이 매우 높기 때문에 전극재료 자체에 의한 광 흡수 손실이 거의 없고 광학 설계 적으로도 자신의 굴절률이 GaN계 결정의 굴절률과 몰드 재료인 수지의 굴절률과의 중간치를 나타내기 때문에 추출 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

계면 반사 손실의 저감[14]
n-GaN층/사파이어 기판 계면에서의 고효율화의 대표적인 방법은 계면가공을 통해 광학적인 요철을 제작하는 것이다. 최근에는 사파이어 기판 상에 LED박막을 성장시킨 후, 사파이어 기판을 제거해 버리고 대상이 되는 계면 자체를 없애는 프로세스가 개발 중이다. 또한, p-GaN층 표면에 대해서는 포토닉 결정을 응용하는 개발이 활발하게 진행되고 있다. p-GaN층을 드라이 에칭을 이용하여 표면에 포토닉 결정을 형성시켜 광 추출 효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있다. 고도의 미세가공 기술이 요구되며, p-GaN 층에 가공할 경우에는 가공처리를 통한 p-GaN 층에 대한 데미지 문제도 있어서 연구단계에서의 보고는 많지만, 실제 제품화되지는 아직까지 이루어 지지 못하고 있다.

 추출 효율 향상 칩 구조
LEE (light extraction efficiency)의 경우에는 표면 방출 되는 양이 약 8%, 기판으로 나가는 양이 약 20%, 칩 내부에서 가이드 되는 양이 약 72% 정도가 된다. 따라서 laser lift-off로 사파이어 기판을 제거하면 적어도 20% 이상은 개선이 될 수가 있다. 2007년도 1월 필립스-루미레즈 에서 발표한 Thin Film Flip Chip 형태는 고출력의 경우에 115 lm/W까지 성능을 얻을 수 있음이 보고가 되었으며, 이에 대한 laser lift-off 등의 기술이 보편화되고 있는 상황이다.
그림 7에서 보여주듯이, Cree 사와 Osram 사 와 같이 SiC 기판의 모양을 소자 제조 중에 shape 하는 방식으로 외부양자효율을 높이는 기술 개발을 진행하고 있다. LED칩 모양의 변화를 통하여 standard, ATON, NOTA, ThinGaN 등으로 변화함에 따라 기존 LED 대비 추출 효율은 약 300%까지 증가할 수 있다. 즉, 성장에 의한 에피 구조의 변화를 이용하는 것보다는 소자 제작 시 칩 형상을 통한 외부 양자효율을 개선하는 기술이 많이 진행되고 있다.
또한, 일반 칩의 경우에는 159 lm/W @ 20mA의 성능을 보이고 있는데, 발표 내용을 검토해 보면 그림 8에 보여 주듯이PSS(patterned sapphire substrate) 및 SPS(short period superlattice) 등을 사용하는 것으로 되고 있다. 이는 패터닝된 사파이어 기판에 의한 추출 효율 증대 뿐 아니라, 패턴닝 사파이어 기판 위에 LED 박막 성장 시 결함 감소 현상에 의한 내부 양자 효율의 증대 효과도 얻을 수 있다. 최근 LED업체에서 대부분 사용하는 것이 바로 PSS 이다. 또한 meshed ITO를 사용하여 빛 추출 효율의 증대를 시도하였다[11-12].
국내 일부 대학에서 에피 성장에 의한 빛 추출효율을 높이기 위한 방법으로는 p-GaN을 성장 시에 적절한 조건을 통하여 V-pit을 만드는 과정을 통하여 외부의 양자효율을 증가시키는 방법 등이 상용화 되고 있다[13]. 그리고, 광 추출 효율을 높이기 위한 기술은 에피 성장 에서 패키지 공정까지 LED공정의 한 부분에 국한되는 것이 아니라 전체적인 소자 공정 단위로 넓어지고 있다. UCSB의 발표 내용을 보면 vertically suspended LED를 개발하여 외부 양자효율을 56%까지 증가했다고 보고했다. 이러한 LED의 광 출력을 증가시키기 위해서는 기존의 기술을 타파하는 좀 더 새로운 기술의 요구가 절실하게 된다.

그 밖의 고효율화 기술

최근에는 밝기와 용도에 따라 LED칩은 Small Chip(20 mA 구동)과 Power Chip(350 mA구동)의 두 종류가 일반적으로 상용화되고 있다. 루미네즈의 경우 460nm 청색 LED에 있어서 Small Chip의 경우 160 lm/W, Power Chip의 경우 120 lm/W의 효율 향상을 보이고 있으며 이는 미국 DOE 로드맵을 상회하는 성과이다. 또한, 루미네즈는 Ce:YAG Ceramic 형광체와 박막플립칩(Thin Film Flip Chip) 방식으로 방열문제를 해결하므로 고출력 LED를 구현하였다.
독일 오스람은 칩 최적화를 통해 135 lm/W 이상의 고효율 칩을 생산하고 있고, 용도에 적합한 칩을 디자인하여 최적의 솔루션을 제공하고 있다. 그림 10은 독일 Osram Opto-semiconductor의 LED칩 성능향상 구조를 나타내었다. 
패키지 기술 측면에서, 대형 소자뿐 만 아니라 일반 사이즈의 소자에 대해서도 실장기판에 열 전도성이 양호한 재료를 사용함으로써 고효율화를 시도하는 경우도 있다. 이는 표면 실장형 램프에서는 보통 실장기판에 수지재료가 사용되고, 램프시장 전체의 포탄램프에서 SMD 램프를 지향하는 트렌드와 더불어 램프설계에서의 방열효율 향상을 통한 고효율화 개발검토는 앞으로 더욱 가속될 가능성이 있다. 그리고 백색 램프의 흐름과 함께, 형광체 개발을 통한 효율 증대에 대한 연구 개발이 각광을 받고 있다. 이는 백색 램프에 있어서 형광체의 효율 향상은 바로 램프의 고효율화와 직결되기 때문에 LED 소자의 효율향상과 마찬가지로 중요시되고 있기 때문이다. 따라서 최근 양자도트 형광체라는 최근 유행하는 나노 테크놀로지를 이용한 연구개발도 이루어지고 있다. 이렇듯, 세계일류 성능의 LED 광소자 개발을 위하여 새로운 원천 기술개발이 필요하다.
해외 주요국의 선진업체들은 지속적이고 혁신적인 연구 개발을 통하여 좀 더 높은 출력과 효율을 달성하기 위하여 여러 부분에서 많은 개발을 진행하고 있다. 앞서 언급 하였듯이, 주요 기술 축인 에피 박막 성장, LED 구조 및 제조 공정 최적화 및 패키지 등의 파트에서 새로운 기술적 돌파구를 개발하기 위하여 기존의 공정 최적화, 신 공정 개발 및 기존 기술과의 융합을 통하여 아래와 같이 연구 개발이 진행되고 있다.

결론

최근 LED 소자에 사용되고 있는 질화물계 반도체 박막은 여러 가지 우수한 물리적, 화학적, 전기적, 광학적 특성을 가지고 있다. 이를 이용하여 여러 분야에서 고효율의 LED 소자가 구현되고 있으나, 대형화, 고효율화 및 고출력화를 위해 박막 성장 장치, 성장 기술, 소자제조 공정, 패키지 기술 등의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 이러한 고출력, 고효율 LED기술의 발전과 응용 분야의 지속적인 확대 속에서 가장 중요한 효율 증대의 needs를 맞추기 위하여 국가적인 지원 하에서 세계 여러 업체가 경쟁하고 있다. 우선적으로, 효율 저하의 원인을 규명하고 새로운 효율 증대 LED 칩 기술을 선점한다면, 기존의 조명 시장의 대체 및 새로운 응용 분야로의 확대를 통한 세계 LED 산업에서 글로벌 기술 리더쉽을 확보할 뿐 아니라 엄청난 경제적 이득을 얻을 수 있을 것이다.


참고문헌
[1] Strategies Unlimited사의 LED 광소자 시장 전망 (2008. 2 발표)
[2] E. Fred Schubert, "Light-Emitting Diodes", Cambridge University Press (2006)
[3] S. Nakamura and G. Fasol, "The Blue Laser Diode", Springer (1997)
[4] M. F. Schubert, S. Chhajed, J. K. Kim, E. F. Schubert, D. D. Koleske, M. H. Crawford, S. R. Lee, A.J. Fischer, G. Thaler, M. A. Banas, Appl. Phys. Lett, V91, 23114 (2007)
[5] Y. C. Shen, G. O. Mueller, S. Watanabe, N. F. Gardner, A. Munkholm, M. R. Krames, V92, p141101 (2007)
[6] M. H. Kim, M. F. Schubert, Q. Dai, J. K. Kim, E. F. Schubert, J. Piprek, Y. Park, Appl. Phys. Lett., V92, 183507 (2007)
[7] S. N. Lee, H. S. Paek, H. Kim, Y. M. Park, T. Jang, and Y. Park, Appl. Phys. Lett. V92, 111106 (2008)
[8] J. O. Song, D. S. Leem, J. S. Kwak, S. W. Chae, T. Y. Seong, IEEE Photon. Technol. Lett., V17, 291  (2005)
[9] K. Nakahara, K. Tamura, M. Sakai, D. Nakagawa, N. Ito, M. Sonobe, H. Takasu, H. Tampo, P. Fons, K. Matsubara, K. Iwata, A. Yamada, S. Niki, Jpn. J. Appl. Phys., V43, L180  (2004)
[10] S. M. Pan, R. C. Tu, Y. M. Fan, R. C. Yeh, J. T. Hsu, IEEE Photon. Technol. Lett., V15, 646 (2003)
[11] M. Yamada, T. Mitani, Y. Narukawa, S. Shioji, I. Niki, S. Sonobe, K. Deguchi, M. Sano, T. Mukai, Jpn. J. Appl. Phys., V41, L1431 (2002)
[12] K. Tadamoto, H. Okagawa, Y. Ohuchi, T. Tsunekawa, Y. Imada, M. Kato, T. Taguchi, Jpn. J. Appl. Phys., V40, L583 (2001)
[13] C. Huh, K. S. Lee, E. J. Kang, S. J. Paek, V93, 9383 J. Appl. Phys.  (2003)
[14] J. Shakya, K. H. Kim, J. Y. Lin, H. X. Jiang, Appl. Phys. Lett., V85, 142 (2004)

그림 1. 응용분야별 LED광소자 시장 전망[1]

표 1. LED 재료별 요구파장과 응용분야

그림 2. LED소자의 발전 동향 및 물질과 소자 구조의 이슈들

그림 3. 국가별 LED 연구개발 프로그램

그림 4. LED 효율을 증대시키기 위한 에피 박막 성장, 칩 제조 및 패키지 공정의 이슈들

표 2. 백색 LED 단계별 성능 지표

표 3.  LED 주요 기술 분야 및 기술 이슈

그림 5.(a) 고전류 인가 시 발광효율의 감소를 나타내는 전류-외부양자효율과의 관계
(b) LED 소자 내에서 발광 및 비발광 결합 경로[4]

그림 6. 광 추출 효율극대화를 위해 LED 소자내의 기술적 이슈[8-14]

그림 7. 추출효율 향상을 위한 shaped LED

그림 8. PSS 기판에 성장한 GaN 과 meshed  ITO 사용한 소자 top view

그림 9. 미국 Lumileds의 LED칩의 방열 솔루션

그림 10. 독일 Osram Opto-semiconductor의 LED칩 성능향상 Design

표 4. 해외 주요업체별 기술개발 현황

※출처:  www.lumileds.com, www.osram.com, Materials Science and Engineering,
112, 10-12, (2004), phys. stat. sol. (c) 200778572, (2008)
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