AlGaN 기반의 심자외선(Deep ultraviolet, DUV) 발광 다이오드(LED)는 살균, 수질 정화, 광치료, 경화, 센서 및 비가시선 통신 등 다양한 분야에서 사용될 수 있으며 생물학, 환경, 산업, 의료 및 군사 분야에서 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다. 현단계 DUV LED의 낮은 외부 양자 효율 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 초박형 수직 구조의 DUV LED 방안을 제안합니다. 이 방안은 사파이어-실리콘 웨이퍼 본딩 및 물리적 박막 얇게 하기 공정을 기반으로 하여 고품질 DUV LED 에피택시 층을 사파이어 기판에서 고열전도 실리콘 기판으로 전이하였으며, 전이 후 아원자미터 두께의 초박형 에피택시 층을 이용해 수직 구조의 AlGaN DUV LED를 제작하였습니다. 소자 발광면은 박막 얇게 하기 공정 후 별도의 화학처리 없이 나노 수준의 거칠기 구현이 가능하며, 초박형 에피택시 층 구조와 결합하여 뚜렷한 불일치 미세공진 효과를 나타내어 고차 도파관 모드를 파괴하는 데 도움을 주어 TM 파의 출광을 증가시키고 소자의 광출력 효율을 향상시킵니다. 시험 결과 전이된 에피택시 층 두께는 약 710 nm이며, 제작된 DUV LED의 발광 스펙트럼 피크 파장은 약 271 nm입니다. 제안된 수직 구조 DUV LED 제작 방법은 고효율 DUV 광원을 실현할 수 있는 실현 가능한 경로를 제공합니다.

심자외선 발광 다이오드; 에피택시 층 전이; 웨이퍼 본딩; 박막 얇게 하기 공정