이성남 산기대 교수 연구팀, n-형 전극 없는 고효율 평판형 LED 개발
LED의 역전압 항복 파괴 현상 역으로 이용

LED의 역전압 항복 파괴 현상을 역으로 이용해 신개념 평판형 LED 구조를 형성할 수 있는 핵심 기술이 개발됐다.

한국산업기술대 나노광공학과 이성남 교수 연구팀 (참여핵심연구원: 백승혜, 이현진)은 LED의 역전압 항복 파괴 현상을 이용해 형성된 전도성 채널에서 전류 흐름에 대한 메커니즘을 규명하고, 이를 이용해 n형 전극이 존재하지 않는 고효율의 신개념 평판형 LED에 대한 원천 기술을 세계 최초로 개발했다고 23일 밝혔다.

산기대에 따르면 일반적인 반도체 LED에서는 역방향 전압 인가에 따라 LED소자의 항복 파괴 현상이 발생해 소자를 사용하지 못하는 특성이 나타난다. 때문에 대부분의 연구 그룹에서는 항복 현상을 억제하는 기술을 개발하는데 집중해왔다.

그러나 이성남 교수 연구팀은 이 역전압 항복 파괴 프로세스 중에 반도체 박막을 구성하는 전도성 금속이 분해와 재증착을 통해 우수한 전기적 특성을 나타내는 전도성 채널로 개선되는 메커니즘을 세계 최초로 규명하는데 성공했다.

역전압 항복 파괴 영역을 이용한 전류 흐름에 대한 전도성 메커니즘을 규명함으로써 평판형 LED 소자의 저항을 감소시킬 수 있는 기반 기술을 확보한 것이다.

이를 통해 기존의 LED조명, 차세대 마이크로 LED 디스플레이의 LED 광원으로 기존 기술을 완벽히 대체할 수 있는 기술이 확인됐다는 게 산기대의 설명이다.

이 교수는“이번 연구로 LED의 역전압 항복 파괴 현상을 역으로 이용해 신개념 평판형 LED 구조를 형성할 수 있는 핵심 기술을 개발했다”며 “이 기술은 고효율 신개념 평판형 LED 소자에 대한 원천 기술을 세계 최초로 개발했다는 점에서 큰 의미가 있다”고 말했다.

이 연구는 삼성전자 미래기술육성센터의 ICT 창의과제와 한국연구재단의 기본연구과제 지원을 받아 수행됐으며, 세계적으로 권위 있는 네이처의 자매 저널인‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’2019년 9월 20일자에 게재됐다.