For the last decade. GaN grown on a heterogeneous substrate has high luminescence efficiency and high thermal and chemical stability, despite its high defect density, and is widely used in light-emitting devices (LEDs). However, when InGaN quantum wells are grown in the c-axis direction on GaN, a strong internal field is applied to the structure, which lowers luminescence efficiency. The core-shell InGaN/GaN quantum well grown on the nonpolar facet of rod structure and rod structure with 3-D structure has the following advantages. The defect density can be reduced, and it is possible to reduce the influence of the internal electric field and improve luminescence efficiency. Due to these advantages of the rod structure, research using this structure is actively underway. The most important thing for the application to LEDs is the improvement of the efficiency, and it is necessary to understand quantum wells as the active layer of the structure. In this study, optical and structural analysis with the high spatial resolution was performed in order to observe the change of InGaN quantum well property according to the position in the core-shell GaN/InGaN quantum well structure formed on GaN microrod. By these measurement methods, the analysis of the phenomenon that the quantum well properties change with the position is carried out. Through this study, it is expected that we can go a step further to realize high efficiency three-dimensional GaN-based LEDs.
이종 기판 위에 성장시킨 질화 갈륨은 결함밀도가 높음에도 불구하고 높은 발광 효율을 가지며 열적, 화학적 안정성이 높아 발광 소자에 널리 사용된다. 그러나 이러한 질화 갈륨에 c축 방향으로 InGaN 양자 우물을 성장시킬 경우 내부에 강한 전기장이 인가되어 발광 효율이 낮아진다는 문제를 갖고 있다. 3차원 구조체인 막대 구조체와 막대 구조체의 무극성 면에 성장한 core-shell InGaN/GaN 양자 우물은 결함밀도를 줄일 수 있고, 내부 전기장의 영향을 감소시켜 발광효율을 향상시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 막대 구조체가 가진 이러한 장점 때문에, 이 구조체를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 발광 소자로의 응용을 위해서 가장 중요한 것이 효율 향상이며, 이를 위해 구조체의 활성층인 양자 우물에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 질화 갈륨 막대 위에 형성된 core-shell GaN/InGaN 양자우물 구조에서 위치에 따른 InGaN 양자 우물 특성 변화를 보기 위해 높은 공간 분해능을 갖는 광분석 및 구조 분석을 진행하였다. 이러한 측정 방법을 통하여, 양자 우물의 특성이 위치에 따라 변화하는 현상에 대해 체계적으로 연구하였다. 본 연구를 통해, 고효율의 질화 갈륨 기반 3차원 발광 소자를 구현하는 데 한걸음 더 나아갈 수 있을 것으로 기대된다.
