[한국기술뉴스] 한국공학대학교 나노반도체공학과 남옥현 교수 연구팀은 LED 소자의 발광 효율을 향상시키는 비극성/반극성 반도체 광소자를 개발했다. 개발된 기술은 한국공학대학교 산학협력단을 통해 2009년 08월 27일 특허를 출원(출원번호 제1020090080058호)했다. 특허 명칭은 '요철 패턴 기판 상의 고품질 비극성／반극성 반도체 소자 및 그 제조 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

LED 소자의 발광 효율은 내부양자효율과 외부양자효율, 패키지 효율 등의 곱에 의해 결정됩니다. 그 중 내부양자효율은 LED 에피성장과 구조설계에 관련이 있습니다. 적은 전력으로 밝은 빛을 내기 위해서는 적어도 내부양자효율과 광 추출효율을 90% 이상 얻어야 합니다. 하지만 현재 LED 소자의 최종 발광효율은 약 50% 수준입니다. 

한국공학대학교 남옥현 교수 연구팀은 요철 구조 패턴의 사파이어 기판을 이용하여 LED 소자의 내부양자효율과 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 발명했습니다.

사파이어 기판을 요철 구조 패턴으로 식각합니다. 이후 그 위에 템플레이트층을 형성하고, 템플레이트층 위에 LED층을 형성하여 LED 반도체 소자를 제조합니다. 요철 구조가 형성된 사파이어 기판 위에 템플레이트층을 형성함으로써 반도체 소자의 결함 밀도를 줄이고 내부양자효율과 광추출 효율을 향상시킬 수 있습니다.

본 발명을 통해 질화물 반도체층에 낮은 결정 결함 밀도를 부여할 수 있어, 반도체 광소자의 신뢰성을 높이며 휘도 등 성능을 향상시킬 수 있습니다. 이를 통해 적은 전력으로 더 밝은 빛을 낼 수 있는 광소자의 개발이 가능할 것으로 기대됩니다.