현재 InGaN 기반 적색 LED의 낮은 발광 효율은 질화물 기반 RGB 풀컬러 Micro-LED 디스플레이 기술의 발전과 적용을 제한하고 있습니다. InGaN 기반 적색 LED 양자우물 활성구역의 전하 운반체 제한 능력과 결정 품질 향상은 발광 효율을 높이는 중요한 방법입니다. 본 연구에서는 n-In_0.1Ga_0.9N/GaN 초격자 전자 감속층(EDL)이 있으나 p-AlGaN 전자 차단층(EBL)이 없는 질소극성 InGaN 기반 적색 LED 소자 구조를 제안하였습니다. 수치 시뮬레이션 결과, 초격자 EDL이 전자의 열 속도를 크게 감소시키고 양자우물 내 전자 포획 효율을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 또한 본 소자 구조는 정공 주입 장벽을 낮추어 양자우물 내 정공 포획 효율을 높이는 동시에 높은 전자 차단 장벽을 유지하여 양자우물 내 전자의 넘침을 효과적으로 억제할 수 있습니다. p-AlGaN EBL을 갖는 질소극성 InGaN 기반 적색 LED 참조 소자와 비교할 때, 본 소자의 최대 내부 양자 효율과 광 출력은 각각 16% 및 32% 향상되었습니다. 특히 본 연구에서 제안한 적색 LED 구조는 p-AlGaN EBL이 없어 p-AlGaN EBL의 높은 성장 온도로 인한 양자우물 결정 품질 저하 문제를 회피할 수 있어 고발광 효율 InGaN 기반 적색 Micro-LED 제작에 유리합니다.

InGaN;적색 LED;질소극성;전자 감속층