0 ¹ Åc Ü R T # a M m õ m Í ITO ¼ã _ Ë ¹ Å £ ;ù p § T Ó Þ X ¢ 405 nm ù m Ç× D ö n Ú4 my ¢= k

(1)

@

0 ¹ Åc Ü R T # a M m õ m Í ITO ¼ã _ Ë ¹ Å £ ;ù p § T Ó Þ X ¢ 405 nm ù m Ç× D ö n Ú4 my ¢= k

®

o° Ë Ñ T ~ ¾© 8 ý V R Ë Ö « 4 Ò Å

Â 6

Ò* å g Y @ · ») ç . > ^∗ · » ç ¡a : @ · L |÷ 7 B) o · ¡ ò 6 B® £

( Å Ò) s Þ ÔR / ÷ Â Ò[ O ½ ¨ è, Ø æ· ¡ ¤ 363-911

¤) Ö <<

ë H @ / < Æ § & ñ Ð: x / B N < ÆÂ Ò, Ø æz 336-708

»ö ¶ B~ ç ¡

×

æ Â Ò@ / < Æ § & ñ Ð: x < Æõ , Ø æz 321-702 (2005¸ 2 Z 4 22{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

405 nm GaN-LED (GaN-Based Light-Emitting Diode)_ $ í 0 p x` ¦ > h r v l 0 A # s # Q l ó ø

Í_ 7 á x À Óü < F g È Òõ $ í F G s F g Ø ¦§ 4 \ p u H % ò ¾ Ó` ¦ ¸ % i . J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ GaN-LED\ ¦ $ í © < ÊÜ ¼ Ð+ | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸^ _ & ñ < Ês y è÷ &# Q ? /Â Ò ª ´ òÖ ¦ s > h ÷ &% 3 ¦,

s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a J \ _ # Ö ¸$ í 8 £ x \ " f + þ A$ í ) a F g _ » 1 ÏØ ¦S X Ò ¦ s 7 £ x # F g Æ ÒØ ¦ ´ ò Ö

¦` ¦ > h r ~ ´ Ã º e % 3 . : £ ¤ y , GaN-LED_ F g Ø ¦§ 4 É r F g È Òõ $ í F G_ 7 á x À Ó\ ß ¼> _ > rÙ þ ¡ ¦, F g È

Òõ Ö ¦ s Ä ºÃ ºô Ç ITO (Indium-Tin-Oxide) È Ò" î F G` ¦ G 6 xô Ç GaN-LED H Z } É r F g Ø ¦§ 4 : £ ¤$ í ` ¦ Ð

%

i . 20-mA ½ ¨1 l x À Ó\ " f J ) a s # Q l ó ø Í0 A\ + þ A$ í ) a ITO GaN-LED_ F g Ø ¦§ 4 õ ü @Â Ò ª

´

òÖ ¦ É r y y þ j@ / 15.6 mWü < 25.5 % s % i Ü ¼ 9, ¨ î s # Q l ó ø Í0 A\ + þ A$ í ô Ç NiAu GaN-LED_ F

g Ø ¦§ 4 (6.6 mW)õ ü @Â Ò ª ´ òÖ ¦ (11 %) \ q § # © { © y > h ) a : £ ¤$ í ` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e % 3 .

PACS numbers: 81,05,Ea

Keywords: o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ , GaN, µ 1 ÏF g s ¸× ¼, NiAu, ITO, J ) a s # Q l ó ø Í

I. " e Â ] Ø

f

] X ;s + þ As ¦ V , É r ½ × ¼ Ì s` ¦ ° ú H | 9 oÓ ü t > ì ø Í

¸^ (GaN-Based Semiconductor) H F g < Æ& h x 9 l & h Ü

¼ Ð Ä ºÃ ºô Ç : £ ¤$ í ` ¦ ° ú ¦ e # Q F g è 6 £ x6 x \ ´ ú § É r

'

a d ` ¦ Ô ¦ Q{ 9 Ü ¼v ¦ e . : £ ¤ y , InGaAlN | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸

^

H In, Ga, Al_ ¸$ í q \ 1.9 eV (InN)\ " f 6.2 eV (AlN) t _ V , É r ½ × ¼ Ì s` ¦ ° ú ¦ e l M :ë H \ 0 l qÒ o

% ò

% i É r Ó ü t : r, ü @ % ò % i t _ µ 1 ÏF g s ¸× ¼ (LED;

Light-Emitting Diode)\ ¦ ë ß [ þ t Ã º e ¦, 2 ; ¨ 8 â ì ø Í ¸^ F

« Ñs l M :ë H \ Õ ª 6 £ x6 x 0 p x$ í É r B Ä º ß ¼ ¦ ½ + É Ã º e

[1–3].

íl _ ì ø Í ¸^ µ 1 ÏF g s ¸× ¼ H µ 1 ßl B Ä º ± ú é ß í

H ³ ðr è © u _ ³ ðr 1 p x \ Å Ò Ð 6 xÙ þ ¡Ü ¼ 90¸ @ /

×

æì ø Í\ | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸^ \ @ /ô Ç $ í © l Õ ü t x 9 è ] j ¸ l

∗

E-mail: [email protected], Tel: 043-218-1807, Fax: 043-218- 1805

Õ ü

t \ @ /ô Ç H µ 1 Ï \ j Ë µ{ 9 # Q ¦6 f ¸ ' õ AÒ o µ 1 ÏF g s ¸× ¼ ]

j s 0 p x > ÷ &# Q, Å Òç ß \ ¸ ë H % ò © ³ ð & ³s 0

p

x > ÷ &% 3 ¦, ¦6 f ¸ Ñ þ Ò o µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ > hµ 1 Ïõ 8 Ô

¦ # Q, keypad, LCD (Liquid-Crystal Display) backlight, { 9

ì ø Í ¸" î Ü ¼ Ð Õ ª 6 £ x6 x # 3 0 A & h S X @ /÷ & ¦ e .

Õ

ª Q µ 1 ÏF g s ¸× ¼ LCD backlight, { 9 ì ø Í ¸" î Ü ¼

Ð 6 £ x6 x s S X @ /÷ &l 0 AK " f H µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ ¦ ´ òÖ ¦

o x 9 ¦ Ø ¦§ 4 o H Ó ü t : r, + þ AF g ^ _ ¦ ¨ 8 ´ òÖ ¦` ¦ ² ú $ í K

ô Ç . µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ ¦ ´ òÖ ¦ o\ ¦ ² ú $ í l 0 A K

" f H ? /Â Ò ª ´ òÖ ¦, F g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦, J v f ç ´ òÖ ¦` ¦ > h

r v H כ s B Ä º × æ כ ¹ . ? /Â Ò ª ´ òÖ ¦` ¦ 7 £ x r

v l 0 AK " f H | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸^ _ & ñ $ í ` ¦ ¾ Ó © r v

µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ Ö ¸$ í 8 £ x ½ ¨ ¸\ ¦ or & -f . Ë_

½ + Ë \ -t \ ¦ 7 £ x r & ô Ç . ¢ ¸ô Ç, LED_ F g Æ ÒØ ¦

´

òÖ ¦` ¦ Z } s l 0 AK " f H | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸^ ü < | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸

^

\ ¦ Ñ ü t Q ¦ e H / B N l _ Ï ã J] X Ö ¦ \ _ ô Ç e > y \

_ K @ /Â Òì r & ñ ÷ &l M :ë H \ F g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦` ¦ > h r v

-339-

(2)

l

0 AK " f H | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸^ ü < / B N l ü <_ Ï ã J] X Ò ¦ \ ¦ × ¦

#

e > y ` ¦ 7 £ x r v µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ ³ ð ` ¦ } 9

¸2 ¤ # F g_ ? /Â Ò â Ð\ ¦ or & F g_ » 1 ÏØ ¦S X Ò ¦` ¦ 7

£

x r v H כ s × æ כ ¹ . F g_ e > y É r Snell_ Z O g Ë

: [θ

_c

= sin

⁻¹

(n

_air

/n

_GaN

)] Ð ³ ð & ³ ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, # l

"

f n

air

, n

GaN

H y y / B N l ü < | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸^ _ Ï ã J] X Ò ¦ s

. { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð | 9 oÓ ü tì ø Í ¸^ \ " f e > y É r ∼ 23

^◦

µ 1 Ú\

÷

&t · ú §l M :ë H \ { 9 ì ø Í& h µ 1 ÏF g s ¸× ¼ ½ ¨ ¸\ " f_ F

g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦ É r B Ä º ± ú . " f µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ F g Æ Ò Ø

¦ ´ òÖ ¦ > h r ~ ´ Ã º e H ~ ½ ÓZ O É r µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ ½ ¨ ¸

\

¦ or & µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ ? /Â Ò\ " f Ò q t$ í ) a y n C_ â

Ð\ ¦ or & F g_ » 1 ÏØ ¦S X Ò ¦` ¦ 7 £ x r & Å Ò , | 9 o Ó

ü

tì ø Í ¸^ ü < / B N l s \ × æç ß Ï ã J] X Ò ¦_ Ó ü t| 9 ` ¦ ¶ ú { 9

#

F g_ e > y ` ¦ 7 £ x r & Å Ò H כ s .

: r ½ ¨ H J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ | 9 oÓ ü tì ø Í ¸^

\

¦ $ í © # ? /Â Ò ª ´ òÖ ¦` ¦ > h r v ¦ NiAu F g È Ò õ

$ í F G (TME; Transparent Metal Electrode)` ¦ ITO (Indium-Tin-Oxide) TME Ð @ /^ < ÊÜ ¼ Ð+ Ò o | 9 oÓ ü t ì

ø Í ¸^ µ 1 ÏF g s ¸× ¼ (405 nm GaN-LED)_ ¦ ´ òÖ ¦

o x 9 ¦ Ø ¦§ 4 o\ ¦ Ð ¦ô Ç . ? /Â Ò ª ´ òÖ ¦ É r J ) a

s # Q l ó ø Í (LEPS; Lateral Epitaxy on Patterned- Sapphire Substrate)0 A\ $ í © # & ñ < Ê` ¦ × ¦e Ü ¼ Ð +

ß ¼> > h r ~ ´ Ã º e % 3 ¦, ITO TME\ ¦ G 6 x < ÊÜ ¼ Ð+ F

g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦` ¦ ß ¼> > h r ~ ´ Ã º e % 3 .

II. ÷ m Ç ] M ö

F

g Ø ¦§ 4 õ F g È Òõ $ í F G õ _ ' aº $ í ` ¦ ¸ l 0 A

# 4 7 á x À Ó_ 405 nm GaN-LED\ ¦ ] j Ù þ ¡ . ' Í P :, ¨ î ò ø Í ô

Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ LED½ ¨ ¸ü < NiAu TME\ ¦ ° ú H GaN-LED (Planar Substrate + NiAu TME), Ñ ü t P :, J

)

a s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a LED ½ ¨ ¸ x 9 NiAu TME

Fig. 1. Cross-sectional SEM image of GaN-based LED structure grown on the LEPS.

\

¦ ° ú H GaN-LED (LEPS + NiAu TME), ! Ó P :, J ) a

s # Q l ó ø Í 0 A\ LED½ ¨ ¸ü < ITO TME` ¦ ° ú H GaN- LED (LEPS + ITO TME), Å P :, J ) a s # Q l ó

ø Í 0 A\ LED½ ¨ ¸ü < ' V , a A 8 £ x, ITO TME\ ¦ ° ú H GaN- LED (LEPS + Tunneling Layer + ITO TME) s . J

)

a s # Q l ó ø Í0 A\ | 9 oÓ ü tì ø Í ¸^ \ ¦ $ í © 4.0

× 10

¹⁰

cm

⁻²

_ 0 Ax 9 ¸\ " f 1.5 × 10

⁸

cm

⁻²

Ð 0 Ax 9

¸\ ¦ y è H ô Ç H כ ` ¦ TEM (Transmission Electron Microscopy) ½ ¨\ " f · ú Ã º e % 3 [4, 5]. Fig. 1 É r J

) a s # Q l ó ø Í 0 A\ $ í © ) a GaN-LED_ SEM é ß

` ¦ Ð# Å Ò ¦ e Ü ¼ 9, J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ LED ½ ¨ ¸ $ í © ÷ &# Q e 6 £ §` ¦ " î S X y ^ ¦ Ã º e .

4 P : 7 á x À Ó_ ITO GaN-LED_ ] j õ & ñ ` ¦ © [ jy [ O

"

î 6 £ § õ ° ú . Fig. 2(a) H 405 nm ITO GaN-LED _ ½ ¨ ¸\ ¦ · p כ s . LED_ \ x ½ ¨ ¸ H MOCVD

$ í

© © u \ ¦ s 6 x # <11-20>_ ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð U ·s 1 µmü <

; ¤ õ ç ß (Line & Space)s y y 4 µmÜ ¼ Ð ) a (0001) s # Q l ó ø Í 0 A\ $ í © Ù þ ¡ . s X O > J ) a

s # Q l ó ø Í_ ¢ ¸ É r © & h É r LED ? /Â Ò_ F g_ â Ð\ ¦

Fig. 2. (a) Schematic diagram and (b) 20-mA electrolu-

minescence microscope image for 405 nm ITO GaN-LED.

(3)

or & F g_ » 1 ÏØ ¦S X Ò ¦` ¦ 7 £ x r & F g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦` ¦ > h

r ~ ´ Ã º e .

405 nm GaN-LED \ x ½ ¨ ¸ H AlGaN $ : r ! Q( 8 £ x, 2 µm un-doped GaN ¦ : r ! Q( 8 £ x, 2 µm Si-doped n- GaN (Si ∼ 5 × 10

¹⁸

cm

⁻³

), Ö ¸$ í 8 £ x (MQWs; 5 Peri- ods Multi-Quantum Wells), p-9 þ t A ` ç 8 £ x, 0.2 µm Mg- doped p-AlGaN8 £ x õ 5 nm Si-doped n-GaN (Si ∼ 1 × 10

¹⁹

cm

⁻³

)8 £ x Ü ¼ Ð ÷ &# Q e . { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð ITO8 £ x É r n-+ þ A s

l M :ë H \ Mg-doped p-AlGaN8 £ x \ f ] X ITO8 £ x` ¦ 7 £ x

Ã Ì ITO8 £ x õ Mg-doped p-AlGaN8 £ x_ > \ H o

#

Q / B N 9 8 £ x s + þ A$ í ÷ &# Q í H~ ½ Ó ¾ Ó 1 l x · ú ` ¦ 7 £ x r ~ ´ Ã º e

. s Qô Ç & ³ © ` ¦ } l 0 A # Mg-doped p-AlGaN 8

£

x0 A\ 5 nm Si-doped n-GaN8 £ x` ¦ $ í © Ù þ ¡Ü ¼ 9, s Qô Ç n-GaN8 £ x É r ITO8 £ x õ Mg-doped p-AlGaN8 £ x õ _ H o # Q /

B

N/ å L s " é ¶½ + É ¸2 ¤ ' V , a A 8 £ x Ü ¼ Ð 6 xô Ç . " f n- GaN8 £ x õ Mg-doped p-AlGaN8 £ x_ > \ H o # Q / B N 9 8

£

x` ¦ % 3 ] j ¦ n-GaN8 £ x s ' V , a A 8 £ x Ü ¼ Ð 6 x l 0 A K

" f H n-GaN8 £ x` ¦ · û ª ¦ Si` ¦ ¦ ¸i ç H כ s | Ã Ðf

. s X O > $ í © ) a J ?s ( H 750

^◦

C \ " f 5ì rç ß \ P

%

o ÷ & H H o # Q Ö ¸$ í o õ & ñ ` ¦ 5 g p-AlGaN8 £ x_ H o

# Q_ 0 l x ¸\ ¦ 7 £ x r ( .

s

Ê ê, n-GaN' V , a A 8 £ x0 A\ ITO ~ Ã Ì} ` ¦ 7 £ x Ã Ì % i .

ITO ~ Ã Ì} É r c 7 £ x Ã Ìl (E-Beam Evaporator)ü < & h ü @

Ï þ á Ô\ ¦ s 6 x # 250

^◦

C_ O

2

ì r0 Al \ " f 7 £ x Ã Ì < ÊÜ ¼

Ð" f $ ½ Óõ F g È Òõ Ö ¦` ¦ ¾ Ó © r ( . { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð | 9

oÓ ü t ì ø Í ¸^ µ 1 ÏF g s ¸× ¼\ " f H · û ª É r Ni/Au (50 ˚ A/50

˚ A)\ ¦ O

2

ì r0 Al _ \ P % o o½ + ËÓ ü t NiO

_x

ü < Au 9 þ t QÛ ¼ '

\ ¦ + þ A$ í r & F g È Òõ $ í F G Ü ¼ Ð 6 x ÷ &# Q M ® o t ë ß , F g È

Òõ Ö ¦` ¦ ¦ 9ô Ç · û ª É r ¿ ºa _ NiAu TME H À Ó S X í ß s 6

x s t · ú § ¦ Ni, Au F g` ¦ f ¨ Ã º l M :ë H \ F g È Òõ Ö

¦ s ± ú . s Qô Ç ë H ] j\ ¦ > h r v l 0 A # NiAu F g È

Òõ $ í F G` ¦ F g È Òõ Ö ¦ s ª ñô Ç ITO TME Ð @ /^

% i .

Fig. 3 É r ITO ~ Ã Ì} \ @ /ô Ç F g È Òõ Ö ¦` ¦ · p כ s

. Fig. 3\ " f Ð H ü < ° ú s , 405 nm © @ /% i \ " f F g È

Òõ Ö ¦ É r 90 ∼ 95 %Ü ¼ Ð NiAu È Ò" î F G_ 70 ∼ 75 % Ð

20 % ¾ Ó © H d` ¦ · ú Ã º e . ¢ ¸ô Ç ITO_ $ ½ Ó

É

r ∼ 12 Ω/¡Ü ¼ Ð NiAu TME_ ∼ 14 Ω/¡ Ð ± ú .

" f NiAu F g È Òõ $ í F G` ¦ ITO È Ò" î F G Ü ¼ Ð @ /^

<

ÊÜ ¼ Ð+ 8 £ ¤ À Ó S X í ß s 6 x s # À Ó| 9 × æ o & ³ © ` ¦

~

½ Ót ¦ F g È Òõ Ö ¦` ¦ > h r ~ ´ Ã º e l M :ë H \ LED_ F

g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦ s ß ¼> > h | ¨ c כ Ü ¼ Ð l @ / ) a .

ITO ~ Ã Ì} s 7 £ x Ã Ìô Ç J ?s ( H FeCl

3

> \ P _ d y 6 xÓ o

`

¦ s 6 x # 40

^◦

C_ : r ¸\ " f _ þ vd d y ô Ç Ê ê, > h Z >

è \ ¦ l & h Ü ¼ Ð ì r o ¦ n- × þ 8 £ x` ¦ S X Ð l 0 A

Fig. 3. Optical transmittance as a function of wavelength for ITO and NiAu TMEs

# RIE (Reactive Ion Etching) | d d y ` ¦ s 6 x # p-AlGaN, Ö ¸$ í 8 £ x õ n-GaN × þ 8 £ x_ { 9 Â Ò\ ¦ d y % i

. s Ê ê, n-GaN × þ 8 £ x \ Ti/Al_ n-+ þ A F G` ¦ + þ A$ í

¦, ITO TME0 A\ Ti/Au_ p-+ þ A F G` ¦ + þ A$ í r Ê ê ì ø Í

¸^ F K5 Å qç ß _ ± ú É r ] X 8 ú ¤ $ ½ Ó` ¦ % 3 l 0 A # N

2

ì r0 Al , 500

^◦

C \ " f 1ì rç ß \ P % o % i .

s

Ê ê, è \ ¦ J r Z s l 0 A # PECVD (Plas- ma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)\ ¦ s 6 x # 2,000 ˚ A_ SiO

2

\ ¦ J ?s ( \ 7 £ x Ã Ì ¦ CF

⁴

á Ô Ý ¼

\ ¦ s 6 xô Ç | d d y Ü ¼ Ð n-+ þ A F G õ p-+ þ A F G` ¦ ¸ Ø

¦ r ( . s Ê ê s # Q l ó ø Í` ¦ s 7 H × ¼ _ þ t Qo \ ¦ s

6 x # ∼ 80 µm t ô Ç Ê ê, s 7 H × ¼ K $ ` ¦ s 6

x # Û ¼ß ¼ s c ç ô Ç Ê ê # 4 > h # y y _ } 9 Ü ¼ Ð ì r o

<

ÊÜ ¼ Ð+ NiAu, ITO_ F g È Òõ $ í F G` ¦ ° ú H 405 nm GaN-LED\ ¦ ] j % i .

Fig. 2(b) É r 20-mA_ ½ ¨1 l x À Ó\ " f 405 nm ITO GaN- LED_ µ 1 ÏF g ` ¦ Ð# Å Ò ¦ e . 405 nm ITO GaN- LED H B Ä º µ 1 ß> µ 1 ÏF g H כ ` ¦ · ú Ã º e .

]

j ) a 405 nm GaN-LED H µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ : £ ¤$ í

`

¦ Ð " î S X > ¨ î l 0 A # \ P ~ ½ ÓØ ¦` ¦ ¦ 9

#

[ O > ) a o × ¼ á ÔY Ue 0 A\ È Ò" î \ ; ¤ r Ð ] t` ç % i

. ] j ) a GaN-LED l & h : £ ¤$ í É r HP-4156 Semicon- ductor Parameter Analyzer, F g < Æ& h : £ ¤$ í É r CAS-140B, ITO, NiAu_ F g È Òõ : £ ¤$ í É r ST-5000` ¦ s 6 x # ¨ î

÷

&% 3 .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

Fig. 4(a) H GaN-LED_ À Ó- · ú : £ ¤$ í ` ¦ · p כ s

. Fig. 4(a)\ " f Ð H ü < ° ú s , NiAu TME\ ¦ ° ú

H 405 nm GaN-LED_ í H~ ½ Ó ¾ Ó 1 l x · ú (V

_F

) É r 20-mA

(4)

Fig. 4. (a) Current-voltage characteristics and (b) 20- mA electroluminescence spectrum for the various 405 nm GaN-LEDs

½

¨1 l x À Ó\ " f 3.25 Vs 9, n-GaN ' V , a A 8 £ x \ O s ITO TME` ¦ ° ú H GaN-LED_ í H~ ½ Ó ¾ Ó 1 l x · ú É r 4.85 V s

. Õ ª Q n-GaN ' V , a A 8 £ x õ ITO TME\ ¦ ° ú H GaN- LED H 3.38 V Ð NiAu TME\ ¦ ° ú H GaN-LED_ í H~ ½ Ó ¾ Ó 1

l

x · ú õ Ä » < Ê` ¦ · ú Ã º e . s Qô Ç õ H n-GaN '

V , a A 8 £ x Ä »Á º\ ITO TME H GaN-LED_ í H~ ½ Ó

¾ Ó 1 l x · ú \ ´ ú § É r % ò ¾ Ó` ¦ p u ¦ e 6 £ §` ¦ Ð# Å Ò ¦ e

. s ü < ° ú s , n-GaN ' V , a A 8 £ x \ O s ITO TME\ ¦ ° ú

H GaN-LED_ í H~ ½ Ó ¾ Ó 1 l x · ú s 7 £ x ô Ç s Ä » H ITO TME ü < Mg-doped p-AlGaN8 £ x s \ ' V , a A 8 £ x s \ O Ü ¼

n-+ þ A ITO8 £ x õ p-+ þ A AlGaN8 £ x > \ H o # Q / B N 9 8 £ x s

+ þ A$ í ÷ &# Q À Óâ ì2 £ §_ © # 4 ` ¦ + þ A$ í ÷ &% 3 l M :ë H s ¦, n-GaN ' V , a A 8 £ x õ ITO TME\ ¦ ° ú H GaN-LED_ 1 l x

· ú s ± ú s Ä » H n-GaN ' V , a A 8 £ x` ¦ ITO TME ü

< p-AlGaN8 £ x s \ ¶ ú { 9 < ÊÜ ¼ Ð+ H o # Q â ì2 £ §` ¦ ~ ½ Ó K

H / B N 9 8 £ x s ' V , a A ½ + É Ã º e ` ¦ & ñ ¸ Ð · û ª & l M

:ë H s .

−10µA_ % i · ú ¾ º[ O À Ó Ð 8 £ ¤& ñ ) a % i ~ ½ Ó ¾ Ó õ

· ú

(V

_R

) É r $ í © l ó ø Íõ F g È Òõ $ í F G_ 7 á x À Ó\ ß ¼

Fig. 5. 20-mA light-output power dependence as the function of TME and sapphire substrate for 405 nm GaN- LEDs

Fig. 6. Light-output power as a function of junction current for 405 nm ITO GaN-LEDs

>

_ > rÙ þ ¡ ¦, ¨ î ò ø Íô Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a NiAu GaN-LED H 11.5 V, J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A

$ í

) a NiAu GaN-LED H 17.8 V, Õ ªo ¦ J ) a s

# Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a ITO GaN-LED H 15.5 Vs

%

i . s Qô Ç õ H J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ $ í © < Ê Ü

¼ Ð+ ' a: x < Ês y è÷ &# Q % i · ú ¾ º[ O À Ó y èÙ þ ¡ l

M :ë H s 9, ITO_ % i · ú õ · ú : £ ¤$ í s a % ~ t · ú §

ITO GaN-LED_ % i ~ ½ Ó ¾ Ó ¾ º[ O À Ó 7 £ x Ù þ ¡l M :ë H s

. © 6 x GaN-LED Ã ºï r_ % i ~ ½ Ó ¾ Ó ¾ º[ O · ú É r 10 V s

© ` ¦ כ ¹½ ¨ ¦ e # Q 405 nm ITO GaN-LED\ ¦ © 6 x o

H X < H H ë H ] j \ O ` ¦ כ Ü ¼ Ð l @ / ) a .

Fig. 4(b) H 20-mA_ ½ ¨1 l x À Ó\ " f ITO GaN-LED_ µ

1 ÏF g Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ · p כ s . ITO GaN-LED_ µ 1 ÏF g

×

æd © É r 405.5 nm s 9, ì ø Íu ; ¤ (FWHM; Full Width at Half Maximum) É r 14.2 nm s . NiAu GaN-LED_ µ

1 ÏF g × æd © õ ì ø Íu ; ¤ É r y y 406.1 nmü < 15.6 nm_

° ú

כ` ¦ ° ú H . s Qô Ç õ Ð p À Ò# Q ^ ¦ M : GaN-LED_ µ

1 ÏF g × æd © õ ì ø Íu ; ¤ É r NiAu, ITO, ' V , a A 8 £ x_ Ä » Á

º\ % ò ¾ Ó` ¦ ~ Ã Ît · ú § H H כ ` ¦ · ú Ã º e .

(5)

Table 1. Comparison of 405 nm GaN-LEDs performance as the function of TME and sapphire substrate Planar Substrate + Ni/Au LEPS + Ni/Au LEPS + ITO Packaging Type Epoxy-encapsulated lamp Epoxy-encapsulated lamp Epoxy-encapsulated lamp

P

O

(@20 mA) 6.6 mW 9.0 mW 15.6 mW

EQE (@ 20mA) 11 % 14.7 % 25.5 %

V

F

(@20 mA) 3.25 V 3.1 V 3.38 V

V

R

(@-10 µA) 11.5 V 17.8 V 15.5 V

Fig. 5 H GaN-LED } 9 _ F g È Òõ $ í F G_ o\

É

r F g Ø ¦§ 4 _ > r$ í ` ¦ · p Õ ªa Ë >s . F g Ø ¦§ 4 É r $ í © l

ó ø Í_ 7 á x À Ó, È Òõ $ í F G_ 7 á x À Ó\ ß ¼> _ > r 9 ¨ î ò ø Íô Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a NiAu GaN-LED _

F g Ø ¦§ 4 (Triangle) É r ∼ 70 mcd, J ) a s # Q l ó

ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a NiAu GaN-LED_ F g Ø ¦§ 4 (Diamond) É r

∼ 115 mcd, J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a n-GaN '

V , a A 8 £ x` ¦ ° ú t · ú § É r ITO GaN-LED (Circle) H ∼ 132 mcd, J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a n-GaN ' V , a A 8

£

x` ¦ ° ú H ITO GaN-LED H ∼ 138 mcd (Square)s ¦ n- GaN ' V , a A 8 £ x_ Ä »Á º\ ' a > \ O s NiAu GaN-LED Ð

ITO GaN-LED_ F g Ø ¦§ 4 s ß ¼> > h ¿ H כ ` ¦

· ú Ã º e . 7 £ ¤, ¨ î ò ø Íô Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ô Ç NiAu GaN-LED \ @ / # J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ NiAu GaN-LED\ ¦ + þ A$ í < ÊÜ ¼ Ð+ F g Ø ¦§ 4 É r 2 C & ñ ¸ 7 £ x Ù þ ¡ Ü

¼ 9, J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ GaN-LED\ ¦ $ í © ô Ç

â

Ä º\ @ /K " f ¸ ITOÈ Ò" î F G` ¦ G 6 x < ÊÜ ¼ Ð+ NiAu F g È

Òõ $ í F G` ¦ G 6 xô Ç â Ä º Ð 18 %& ñ ¸ > h ¿ . Õ ª

Q n-GaN ' V , a A 8 £ x` ¦ ° ú t · ú § É r ITO GaN-LED ü < ' V ,

a A 8 £ x` ¦ ° ú H ITO GaN-LED_ F gØ ¦§ 4 ` ¦ q §K Ð

_ Ä » . s Qô Ç õ Ð p À Ò# Q Ð , n-GaN ' V , a A 8 £ x É r í H~ ½ Ó ¾ Ó 1 l x À Ó\ H % ò ¾ Ó` ¦ p u t ë ß F g Ø ¦§ 4

\

H H % ò ¾ Ó` ¦ p u t · ú § H H כ ` ¦ · ú Ã º e .

Fig. 6 É r È Ò" î ô Ç \ ; ¤ r Ð ] t` ç ô Ç Ê ê\ À Ó\

É r GaN-LED F g Ø ¦§ 4 _ > r$ í ` ¦ · p כ s . J ) a

s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a ITO GaN-LED_ F g Ø ¦§ 4

É r À Ó\ ¦ 7 £ x r ( \ + þ A& h Ü ¼ Ð 7 £ x t ë

ß , ¨ î ò ø Íô Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a NiAu GaN-LED _

F g Ø ¦§ 4 É r í o÷ &# Q À Ó\ ¦ 7 £ x r ~ ´Ã º2 ¤ Õ ª

& f ` ¦ · ú Ã º e . ¨ î ò ø Íô Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í

)

a NiAu GaN-LED H 20-mA ½ ¨1 l x À Ó\ " f 6.6 mW_ F

g Ø ¦§ 4 ` ¦ ? /t ë ß , J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í

)

a ITO GaN-LED_ F g Ø ¦§ 4 É r 15.6 mW Ð+ 2.4C s

ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a NiAu GaN-LED H 100-mA ½ ¨1 l x À Ó\

"

f 17.3 mW_ F g Ø ¦§ 4 ` ¦ Ðs t ë ß , J ) a s # Q l ó

ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a ITO GaN-LED_ F g Ø ¦§ 4 É r 52.1 mW

Ð 3C & ñ ¸ s e 6 £ §` ¦ · ú Ã º e . s Qô Ç õ

& ñ $ í s > h ÷ &# Q q µ 1 ÏF g × æd y èü < J ) a s

# Q l ó ø ÍÜ ¼ Ð ô Ç F g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦ > h õ , NiAu F g È Òõ

$ í

F G` ¦ ITO È Ò" î F G Ü ¼ Ð @ /^ < ÊÜ ¼ Ð+ 8 £ ¤ À Ó S X í

ß s 6 x s > ÷ &% 3 ¦ F g È Òõ Ö ¦ s > h ÷ &% 3 l M :ë H s

.

J

) a s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a ITO GaN-LED_ 20 mA 1 l x · ú \ @ /ô Ç ü @Â Ò ª ´ òÖ ¦ (EQE; External Quantum Efficiency) õ § 4 ¨ 8 ´ òÖ ¦ (WPE; Wall Plug Efficiency) É r y y 25.5 %õ 23.1 % Ð © { © y > h ) a ° ú כ

`

¦ % 3 ` ¦ Ã º e % 3 . s Qô Ç ° ú כ É r ¨ î ò ø Íô Ç s # Q l ó ø Í 0 A

\

+ þ A$ í ) a NiAu GaN-LED_ 11 % (EQE), 9.8 % (WPE) õ

q § 236 %_ > h ) a ° ú כs . ü @Â Ò ª ´ òÖ ¦

É

@

(1)\ " fü < ° ú É r í ß d Ü ¼ Ð ³ ð & ³ ) a .

EQE = N

ph

N

_e

= P

0

I · E

ph

(1)

#

l " f, N

^ph

H Ä »/ B Nç ß Ü ¼ Ð ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H F g _ Ã º, N

^e

H µ

1 ÏF g s ¸× ¼\ Å Ò{ 9 ÷ & H _ Ã º, P

o

H F g Ø ¦§ 4 , E

ph

H F g _ \ -t , I H µ 1 ÏF g s ¸× ¼\ ÷ & H í H

~

½ Ó ¾ Ó À Ós .

Õ

) a § 4 \ @ /ô Ç Ä »/ B Nç ß Ü ¼ Ð ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H F g Ø ¦§ 4 Ü ¼

Ð d (2) Ð ³ ð & ³ ) a .

W P E = P

o

/(I · V

F

) (2)

#

l " f, P

^o

H F g Ø ¦§ 4 , V

F

H í H~ ½ Ó ¾ Ó · ú , I H µ 1 ÏF g s

¸× ¼\ ÷ & H í H~ ½ Ó ¾ Ó À Ós .

| 9

á

x À Ó\ É r 405 nm GaN-LEDÏ þ á Ô_ : £ ¤$ í É r Table 1 \

Í Ç x . J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ ITO GaN-LED\ ¦ + þ

A$ í < ÊÜ ¼ Ð+ 20-mA_ ½ ¨1 l x À Ó\ " f 15.6 mW_ Z } É r

(6)

F

g Ø ¦§ 4 õ Z } É r ü @Â Ò ª ´ òÖ ¦` ¦ ² ú $ í ½ + É Ã º e % 3 . s Q ô

è # q µ 1 ÏF g × æd ` ¦ y èr ( ¦, J ) a s # Q l ó

ø ÍÜ ¼ Ð ô Ç F g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦ > h , ITO F g È Òõ $ í F G` ¦ G

6 x < ÊÜ ¼ Ð+ 8 £ ¤ À Ó S X í ß õ F g È Òõ Ö ¦ s > h ÷ &% 3 l M

:ë H s .

IV. + s Ç Â ] Ø

405 nm GaN-LED_ ¦ ´ òÖ ¦ o x 9 ¦ Ø ¦§ 4 o\ ¦ ² ú $ í l

0 A # s # Q l ó ø Í_ 7 á x À Ó x 9 F g È Òõ $ í F G_ 7 á x À

Óü < F g Ø ¦§ 4 õ _ ' aº $ í ` ¦ ½ ¨ % i . GaN-LED_ ½ ¨ 1

l

x · ú É r s # Q l ó ø Í_ 7 á x À Óü < F g È Òõ $ í F G_ 7 á x À

Ó\ ß ¼> _ > r t · ú § É r ì ø Í , ITO GaN-LED½ ¨1 l x · ú

É

r ' V , a A 8 £ x_ Ä »Á º\ H _ > r$ í ` ¦ Í Ç x . | 9 oÓ ü t ì ø Í

¸^ _ } | 9 É r J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸

^

F g Ø ¦§ 4 É r J ) a s # Q l ó ø Í x 9 ITO È Ò" î F G` ¦ G

6 x < ÊÜ ¼ Ð+ ß ¼> > h r ~ ´ Ã º e % 3 . ITO GaN-LED

H 20-mA ½ ¨1 l x À Ó\ " f 15.6 mW_ F g Ø ¦§ 4 õ 25.5 %_ ü

@Â Ò ª ´ òÖ ¦, 23.1 %_ ü @Â Ò § 4 ´ òÖ ¦ : £ ¤$ í ` ¦ Í Ç x

.

Y c

p w Ã U Ø ô

[1] M. Born and E. Wolf, Principles of optics, 6th ed.

(Pergamon Press, New York, 1989).

[2] S. Nakamura, M. Senoh, N. Iwasa and S. Nagahama, Jpn. J. Appl. Phys. 34, L797 (1995).

[3] S. Nakamura, M. Senoh, N. Iwasa and S. Nagahama, T. Yamaha and T. Mukai, Jpn. J. Appl. Phys. 34, L1332 (1995).

[4] H. Okagawa, Y. Ohuchi, T. Tsunekawa, K. Tadatomo and Y. Imada, submitted to Jpn. J. Appl. Phys. 34, L124 (1996).

[5] K. Tadatomo, H. Okagawa, Y. Ohuchi, T.

Tsunekawa, Y. Imada, M. Kato and T. Taguchi, Jpn.

J. Appl. Phys. 40, L583 (2001).

[6] H. Kawazoe, H. Yanagi, K. Ueda and H. Hosono, MRS bulletin, August, 2000.

[7] M. Joseph, H. Tabata and T. Kawai, Jpn. J. Appl.

Phys. 38, L1205 (1999).

[8] T. Otabe, K. Ueda, A. Kdo, H. Hosono and H. Kawa-

zoe, Appl. Phys. Lett. 72, 1036 (1998).

(7)

Improvement of 405-nm GaN-Based Light-Emitting Diode Performance by Introducing LEPS and ITO

Young-Heon Han, Seong-Jin Kim,

^∗

Chang-Yeon Kim, Yong-Seok Choi and Dong-Ju Oh Photonic Devices Research Laboratory, ITSWELL Co., LTD, ChungBuk 363-911

Soon-Jae Yu

Electronics Information and Communication Engineering, Sunmoon University, ChungNam 336-708

Song-Gang Kim

Information & Communication Software Engineering, Joongbu University, ChungNam 312-702 (Received 22 February 2005)

We demonstrate improvement in a of 405-nm GaN-based light-emitting diode (LED) by intro- ducing an indium-tin-oxide (ITO) transparent metal electrode (TME) and lateral epitaxy on a patterned sapphire substrate (LEPS). The crystal defect density in the GaN epitaxial layers is noticeably decreased by growth on a patterned-sapphire substrate because the internal quantum efficiency is improved. The light-output power of the 405-nm GaN-LED is also dramatically im- proved by changing a NiAu TME to an ITO TME. The integrated maximum light-output power of the 405-nm ITO GaN-LED is approximately 15.6 mW at a 20-mA junction current, which indicates an approximately 25.5 % external quantum efficiency (EQE).

PACS numbers: 81,05,Ea

Keywords: III-V semiconductor, GaN, LED, NiAu, ITO, LEPS

∗

E-mail: [email protected]; Tel: 043-218-1807, Fax: 043-218-

1805

0 ¹ Åc Ü R T # a M   m õ m Í ITO  ¼ã _ Ë ¹ Å  £ ;ù p § T  Ó Þ X ¢ 405 nm ù m Ç× D ö n Ú4   my ¢= k

@

0 ¹ Åc Ü R   T # a M   m õ m Í ITO  ¼ã _ Ë ¹ Å  £ ;ù p § T   Ó Þ X ¢ 405 nm ù m Ç× D ö n Ú4    my ¢= k

® 

o° Ë Ñ T ~ ¾© 8 ý V R Ë  Ö « 4  Ò Å

Â 6

Ò* å g Y @ ·  ») ç . > ∗ ·  » ç ¡a : @ · L |÷ 7 B) o  ·  ¡ ò 6 B® £

( Å Ò) s Þ ÔR / ÷ Â Ò[ O   ½ ¨ è, Ø  æ· ¡ ¤ 363-911

­

¤) Ö << 

 

ë  H @ / < Æ §    & ñ  Ð:  x  / B N < ÆÂ Ò, Ø  æz   336-708



»ö ¶ B~ ç ¡

×

 æ Â Ò@ / < Æ § & ñ  Ð:  x   < Æõ , Ø  æz   321-702 (2005¸  2 Z 4 22{ 9  ~ Ã Î6 £ §)

405 nm GaN-LED (GaN-Based Light-Emitting Diode)_  $ í 0 p x`  ¦ > h  r v l  0 A #    s # Q l  ó ø

s # Q l ó ø Í 0 A\  + þ A$ í  ) a J   \  _  #   Ö ¸$ í 8 £ x \ " f + þ A$ í  ) a F g  _  » 1 ÏØ  ¦S X Ò  ¦ s  7 £ x  #  F g Æ ÒØ  ¦ ´ ò Ö

 ¦`  ¦ > h  r ~ ´ Ã º e  % 3  . : £ ¤ y , GaN-LED_  F g Ø  ¦§ 4  É r F g È Òõ $ í   F G_  7 á x À Ó\  ß ¼>  _  > rÙ þ ¡ ¦, F g È

Òõ Ö  ¦ s  Ä ºÃ ºô  Ç ITO (Indium-Tin-Oxide) È Ò" î   F G`  ¦ G 6 xô  Ç GaN-LED  H Z  } É r F g Ø  ¦§ 4 : £ ¤$ í `  ¦  Ð

%

i  . 20-mA ½ ¨1 l x  À Ó\ " f J    ) a   s # Q l ó ø Í0 A\  + þ A$ í  ) a ITO GaN-LED_  F g Ø  ¦§ 4 õ  ü @Â Ò ª  

´

òÖ  ¦ É r y  y   þ j@ / 15.6 mWü < 25.5 % s % i Ü ¼ 9, ¨ î     s # Q l ó ø Í0 A\  + þ A$ í ô  Ç NiAu GaN-LED_  F

g Ø  ¦§ 4 (6.6 mW)õ  ü @Â Ò ª  ´ òÖ  ¦ (11 %) \  q  § #   © { © y  > h   ) a : £ ¤$ í `  ¦ % 3 `  ¦ Ã º e  % 3  .

PACS numbers: 81,05,Ea

Keywords: o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ , GaN, µ 1 ÏF g s  ¸× ¼, NiAu, ITO, J    ) a   s # Q l ó ø Í

I. " e Â ] Ø

f 

] X   ;s  + þ As  ¦ V ,  É r  ½ × ¼ Ì  s`  ¦ ° ú   H | 9  oÓ ü t >  ì ø Í



¸^  (GaN-Based Semiconductor)  H F g < Æ& h x 9   l & h Ü

¼ Ð Ä ºÃ ºô  Ç : £ ¤$ í `  ¦ ° ú  ¦ e  # Q F g    è  6 £ x6 x \  ´ ú § É r

 '

a d  `  ¦ Ô  ¦  Q{ 9 Ü ¼v  ¦ e   . : £ ¤ y , InGaAlN | 9  oÓ ü t ì ø Í ¸

^

  H In, Ga, Al_   ¸$ í q \     1.9 eV (InN)\ " f 6.2 eV (AlN)  t _  V ,  É r  ½ × ¼ Ì  s`  ¦ ° ú  ¦ e  l  M :ë  H \  0 l qÒ  o

% ò

% i  É r Ó ü t : r,  ü @  % ò % i  t _  µ 1 ÏF g s  ¸× ¼ (LED;

Light-Emitting Diode)\  ¦ ë ß [ þ t Ã º e   ¦,  2 ; ¨ 8  â ì ø Í ¸^  F

« Ñs l  M :ë  H \  Õ ª 6 £ x6 x 0 p x$ í  É r B Ä º ß ¼  ¦ ½ + É Ã º e  

 [1–3].



íl _  ì ø Í ¸^  µ 1 ÏF g s  ¸× ¼  H µ 1 ßl  B Ä º ± ú   é ß  í

 H ³ ðr  è    © u _  ³ ðr 1 p x \  Å Ò Ð  6 xÙ þ ¡Ü ¼  90¸  @ /

×

 æì ø Í\  | 9  oÓ ü t ì ø Í ¸^ \  @ /ô  Ç $ í  © l Õ ü t x 9  è ] j ¸ l 

E-mail: [email protected], Tel: 043-218-1807, Fax: 043-218- 1805

Õ ü

t \  @ /ô  Ç  H µ 1 Ï  \  j Ë µ{ 9 # Q  ¦6 f ¸ ' õ AÒ  o µ 1 ÏF g s  ¸× ¼ ]

j  s  0 p x >  ÷ &# Q, Å Òç ß \  ¸ ë  H    % ò  ©  ³ ð & ³s   0

p

x >  ÷ &% 3  ¦,  ¦6 f ¸ Ñ þ Ò  o µ 1 ÏF g s  ¸× ¼_  > hµ 1 Ïõ   8 Ô

 ¦ # Q, keypad, LCD (Liquid-Crystal Display) backlight, { 9

ì ø Í ¸" î Ü ¼ Ð Õ ª 6 £ x6 x # 3 0 A & h   S X  @ /÷ & ¦ e   .

Õ

ª Q  µ 1 ÏF g s  ¸× ¼ LCD backlight, { 9 ì ø Í ¸" î Ü ¼



Ð 6 £ x6 x s  S X  @ /÷ &l  0 AK " f  H µ 1 ÏF g s  ¸× ¼_   ¦ ´ òÖ  ¦

o x 9  ¦ Ø  ¦§ 4 o  H Ó ü t : r, + þ AF g ^ _   ¦   ¨ 8  ´ òÖ  ¦`  ¦ ² ú $ í K

  ô  Ç . µ 1 ÏF g s  ¸× ¼_   ¦ ´ òÖ  ¦ o\  ¦ ² ú $ í l  0 A K

" f  H ? /Â Ò  ª  ´ òÖ  ¦, F g Æ ÒØ  ¦ ´ òÖ  ¦, J v f ç ´ òÖ  ¦`  ¦ > h

 

r v   H  כ s  B Ä º ×  æ כ ¹  . ? /Â Ò  ª   ´ òÖ  ¦`  ¦ 7 £ x  r

v l  0 AK " f  H | 9  oÓ ü t ì ø Í ¸^ _    & ñ $ í `  ¦  ¾ Ó © r v  

 µ 1 ÏF g s  ¸× ¼_   Ö ¸$ í 8 £ x ½ ¨ ¸\  ¦   or &     -f . Ë_ 

 

½ + Ë \  -t \  ¦ 7 £ x r &   ô  Ç . ¢ ¸ô  Ç, LED_  F g Æ ÒØ  ¦

´

òÖ  ¦`  ¦ Z  } s l  0 AK " f  H | 9  oÓ ü t ì ø Í ¸^ ü < | 9  oÓ ü t ì ø Í ¸

^

\  ¦ Ñ ü t  Q  ¦ e    H / B N l _  Ï ã J] X Ö  ¦ \  _ ô  Ç e  > y  \ 

_ K  @ /Â Òì  r   & ñ ÷ &l  M :ë  H \  F g Æ ÒØ  ¦ ´ òÖ  ¦`  ¦ > h  r v 

-339-

l

 0 AK " f  H | 9  oÓ ü t ì ø Í ¸^ ü < / B N l ü <_  Ï ã J] X Ò  ¦ \  ¦ ×  ¦

#

 e  > y  `  ¦ 7 £ x r v    µ 1 ÏF g s  ¸× ¼_  ³ ð  `  ¦  } 9 



¸2  ¤ #  F g_  ? /Â Ò â  Ð\  ¦   or &  F g_  » 1 ÏØ  ¦S X Ò  ¦`  ¦ 7

0 ¹ Åc Ü R T # a M m õ m Í ITO ¼ã _ Ë ¹ Å £ ;ù p § T Ó Þ X ¢ 405 nm ù m Ç× D ö n Ú4 my ¢= k

0 ¹ Åc Ü R T # a M m õ m Í ITO ¼ã _ Ë ¹ Å £ ;ù p § T Ó Þ X ¢ 405 nm ù m Ç× D ö n Ú4 my ¢= k

®

o° Ë Ñ T ~ ¾© 8 ý V R Ë Ö « 4 Ò Å

Ò* å g Y @ · ») ç . > ^∗ · » ç ¡a : @ · L |÷ 7 B) o · ¡ ò 6 B® £

( Å Ò) s Þ ÔR / ÷ Â Ò[ O ½ ¨ è, Ø æ· ¡ ¤ 363-911

¤) Ö <<

ë H @ / < Æ § & ñ Ð: x / B N < ÆÂ Ò, Ø æz 336-708

æ Â Ò@ / < Æ § & ñ Ð: x < Æõ , Ø æz 321-702 (2005¸ 2 Z 4 22{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

405 nm GaN-LED (GaN-Based Light-Emitting Diode)_ $ í 0 p x` ¦ > h r v l 0 A # s # Q l ó ø

s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a J \ _ # Ö ¸$ í 8 £ x \ " f + þ A$ í ) a F g _ » 1 ÏØ ¦S X Ò ¦ s 7 £ x # F g Æ ÒØ ¦ ´ ò Ö

¦` ¦ > h r ~ ´ Ã º e % 3 . : £ ¤ y , GaN-LED_ F g Ø ¦§ 4 É r F g È Òõ $ í F G_ 7 á x À Ó\ ß ¼> _ > rÙ þ ¡ ¦, F g È

Òõ Ö ¦ s Ä ºÃ ºô Ç ITO (Indium-Tin-Oxide) È Ò" î F G` ¦ G 6 xô Ç GaN-LED H Z } É r F g Ø ¦§ 4 : £ ¤$ í ` ¦ Ð

i . 20-mA ½ ¨1 l x À Ó\ " f J ) a s # Q l ó ø Í0 A\ + þ A$ í ) a ITO GaN-LED_ F g Ø ¦§ 4 õ ü @Â Ò ª

òÖ ¦ É r y y þ j@ / 15.6 mWü < 25.5 % s % i Ü ¼ 9, ¨ î s # Q l ó ø Í0 A\ + þ A$ í ô Ç NiAu GaN-LED_ F

g Ø ¦§ 4 (6.6 mW)õ ü @Â Ò ª ´ òÖ ¦ (11 %) \ q § # © { © y > h ) a : £ ¤$ í ` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e % 3 .

Keywords: o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ , GaN, µ 1 ÏF g s ¸× ¼, NiAu, ITO, J ) a s # Q l ó ø Í

f

] X ;s + þ As ¦ V , É r ½ × ¼ Ì s` ¦ ° ú H | 9 oÓ ü t > ì ø Í

¸^ (GaN-Based Semiconductor) H F g < Æ& h x 9 l & h Ü

¼ Ð Ä ºÃ ºô Ç : £ ¤$ í ` ¦ ° ú ¦ e # Q F g è 6 £ x6 x \ ´ ú § É r

'

a d ` ¦ Ô ¦ Q{ 9 Ü ¼v ¦ e . : £ ¤ y , InGaAlN | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸

H In, Ga, Al_ ¸$ í q \ 1.9 eV (InN)\ " f 6.2 eV (AlN) t _ V , É r ½ × ¼ Ì s` ¦ ° ú ¦ e l M :ë H \ 0 l qÒ o

% i É r Ó ü t : r, ü @ % ò % i t _ µ 1 ÏF g s ¸× ¼ (LED;

Light-Emitting Diode)\ ¦ ë ß [ þ t Ã º e ¦, 2 ; ¨ 8 â ì ø Í ¸^ F

« Ñs l M :ë H \ Õ ª 6 £ x6 x 0 p x$ í É r B Ä º ß ¼ ¦ ½ + É Ã º e

[1–3].

íl _ ì ø Í ¸^ µ 1 ÏF g s ¸× ¼ H µ 1 ßl B Ä º ± ú é ß í

H ³ ðr è © u _ ³ ðr 1 p x \ Å Ò Ð 6 xÙ þ ¡Ü ¼ 90¸ @ /

æì ø Í\ | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸^ \ @ /ô Ç $ í © l Õ ü t x 9 è ] j ¸ l

t \ @ /ô Ç H µ 1 Ï \ j Ë µ{ 9 # Q ¦6 f ¸ ' õ AÒ o µ 1 ÏF g s ¸× ¼ ]

j s 0 p x > ÷ &# Q, Å Òç ß \ ¸ ë H % ò © ³ ð & ³s 0

x > ÷ &% 3 ¦, ¦6 f ¸ Ñ þ Ò o µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ > hµ 1 Ïõ 8 Ô

¦ # Q, keypad, LCD (Liquid-Crystal Display) backlight, { 9

ì ø Í ¸" î Ü ¼ Ð Õ ª 6 £ x6 x # 3 0 A & h S X @ /÷ & ¦ e .

ª Q µ 1 ÏF g s ¸× ¼ LCD backlight, { 9 ì ø Í ¸" î Ü ¼

Ð 6 £ x6 x s S X @ /÷ &l 0 AK " f H µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ ¦ ´ òÖ ¦

o x 9 ¦ Ø ¦§ 4 o H Ó ü t : r, + þ AF g ^ _ ¦ ¨ 8 ´ òÖ ¦` ¦ ² ú $ í K

ô Ç . µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ ¦ ´ òÖ ¦ o\ ¦ ² ú $ í l 0 A K

" f H ? /Â Ò ª ´ òÖ ¦, F g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦, J v f ç ´ òÖ ¦` ¦ > h

r v H כ s B Ä º × æ כ ¹ . ? /Â Ò ª ´ òÖ ¦` ¦ 7 £ x r

v l 0 AK " f H | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸^ _ & ñ $ í ` ¦ ¾ Ó © r v

µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ Ö ¸$ í 8 £ x ½ ¨ ¸\ ¦ or & -f . Ë_

½ + Ë \ -t \ ¦ 7 £ x r & ô Ç . ¢ ¸ô Ç, LED_ F g Æ ÒØ ¦

òÖ ¦` ¦ Z } s l 0 AK " f H | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸^ ü < | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸

\ ¦ Ñ ü t Q ¦ e H / B N l _ Ï ã J] X Ö ¦ \ _ ô Ç e > y \

_ K @ /Â Òì r & ñ ÷ &l M :ë H \ F g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦` ¦ > h r v

0 AK " f H | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸^ ü < / B N l ü <_ Ï ã J] X Ò ¦ \ ¦ × ¦

e > y ` ¦ 7 £ x r v µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ ³ ð ` ¦ } 9

¸2 ¤ # F g_ ? /Â Ò â Ð\ ¦ or & F g_ » 1 ÏØ ¦S X Ò ¦` ¦ 7

x r v H כ s × æ כ ¹ . F g_ e > y É r Snell_ Z O g Ë

)] Ð ³ ð & ³ ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, # l

H y y / B N l ü < | 9 oÓ ü t ì ø Í ¸^ _ Ï ã J] X Ò ¦ s

. { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð | 9 oÓ ü tì ø Í ¸^ \ " f e > y É r ∼ 23

µ 1 Ú\

&t · ú §l M :ë H \ { 9 ì ø Í& h µ 1 ÏF g s ¸× ¼ ½ ¨ ¸\ " f_ F

g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦ É r B Ä º ± ú . " f µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ F g Æ Ò Ø

¦ ´ òÖ ¦ > h r ~ ´ Ã º e H ~ ½ ÓZ O É r µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ ½ ¨ ¸

¦ or & µ 1 ÏF g s ¸× ¼_ ? /Â Ò\ " f Ò q t$ í ) a y n C_ â

Ð\ ¦ or & F g_ » 1 ÏØ ¦S X Ò ¦` ¦ 7 £ x r & Å Ò , | 9 o Ó

tì ø Í ¸^ ü < / B N l s \ × æç ß Ï ã J] X Ò ¦_ Ó ü t| 9 ` ¦ ¶ ú { 9

F g_ e > y ` ¦ 7 £ x r & Å Ò H כ s .

: r ½ ¨ H J ) a s # Q l ó ø Í 0 A\ | 9 oÓ ü tì ø Í ¸^

¦ $ í © # ? /Â Ò ª ´ òÖ ¦` ¦ > h r v ¦ NiAu F g È Ò õ

$ í F G (TME; Transparent Metal Electrode)` ¦ ITO (Indium-Tin-Oxide) TME Ð @ /^ < ÊÜ ¼ Ð+ Ò o | 9 oÓ ü t ì

ø Í ¸^ µ 1 ÏF g s ¸× ¼ (405 nm GaN-LED)_ ¦ ´ òÖ ¦

o x 9 ¦ Ø ¦§ 4 o\ ¦ Ð ¦ô Ç . ? /Â Ò ª ´ òÖ ¦ É r J ) a

s # Q l ó ø Í (LEPS; Lateral Epitaxy on Patterned- Sapphire Substrate)0 A\ $ í © # & ñ < Ê` ¦ × ¦e Ü ¼ Ð +

ß ¼> > h r ~ ´ Ã º e % 3 ¦, ITO TME\ ¦ G 6 x < ÊÜ ¼ Ð+ F

g Æ ÒØ ¦ ´ òÖ ¦` ¦ ß ¼> > h r ~ ´ Ã º e % 3 .

g Ø ¦§ 4 õ F g È Òõ $ í F G õ _ ' aº $ í ` ¦ ¸ l 0 A

# 4 7 á x À Ó_ 405 nm GaN-LED\ ¦ ] j Ù þ ¡ . ' Í P :, ¨ î ò ø Í ô

Ç s # Q l ó ø Í 0 A\ LED½ ¨ ¸ü < NiAu TME\ ¦ ° ú H GaN-LED (Planar Substrate + NiAu TME), Ñ ü t P :, J

)

a s # Q l ó ø Í 0 A\ + þ A$ í ) a LED ½ ¨ ¸ x 9 NiAu TME

¦ ° ú H GaN-LED (LEPS + NiAu TME), ! Ó P :, J ) a

s # Q l ó ø Í 0 A\ LED½ ¨ ¸ü < ITO TME` ¦ ° ú H GaN- LED (LEPS + ITO TME), Å P :, J ) a s # Q l ó

ø Í 0 A\ LED½ ¨ ¸ü < ' V , a A 8 £ x, ITO TME\ ¦ ° ú H GaN- LED (LEPS + Tunneling Layer + ITO TME) s . J

)