Journal of the Microelectronics and Packaging Society

AlGaN 기반 UV-C 발광다이오드(LEDs)에 전기화학적 전위차 활성화(EPA)에 의한 p-형 활성화를 진행하였다. 높은 저항과 낮은 전도도를 유발하는 중성 Mg-H의 복합체의 수소원자를 EPA를 이용하여 제거하여 p-형 활성화 효율을 높였다. 중성 Mg-H 복합체는 주요 매개 변수인 용액, 전압, 시간에 의해 Mg과 H+로 분해되며, 2차 이온질량 분광법 (SIMS) 분석을 통하여 개선된 정공 캐리어의 농도를 확인할 수 있었다. 이 메커니즘은 결국 내부 양자효율(IQE)의 증가, 광 추출 효율 향상, 역 전류 영역의 누설전류 값 개선, 접합 온도 개선 등을 이루어 결과적으로 UV-C LED의 수명을 향 상시켰다. 체계적인 분석을 위해 SIMS, Etamax IQE 시스템, 적분구, 전류-전압(I-V) 측정 등을 사용하였으며, 그 결과를 기존의 N2-열 처리 방법과 비교 평가하였다.
AlGaN-based UV-C light-emitting diodes (LEDs) were applied for p-type activation by electrochemical potentiostatic activation (EPA). The p-type activation efficiency was increased by removing hydrogen atoms through EPA treatment using a neutral Mg-H complex that causes high resistance and low conductivity. A neutral Mg-H complex is decomposed into Mg and H+ depending on the key parameters of solution, voltage, and time. The improved hole carrier concentration was confirmed by secondary ion mass spectroscopy (SIMS) analysis. This mechanism eventually improved the internal quantum efficiency (IQE), the light extraction efficiency, the leakage current value in the reverse current region, and junction temperature, resulting in better UV-C LED lifetime. For systematic analysis, SIMS, Etamax IQE system, integrating sphere, and current-voltage measurement system were used, and the results were compared with the existing N2-annealing method.

Keywords Electrochemical potentiostatic activation, Light emitting diode, p-AlGaN, Hole concentration, Internal quantum efficiency