청색 LED의 발견

청색 LED

BLUE LED

1972년 스탠퍼드 대학의 Herb Marsha와 Wally Lines는 재료 과학 및 공학 박사 학위를 공부하고 있었고 마그네슘이 도핑된 질화 갈륨을 사용하여 청자색의 첫 번째 배치를 생산했습니다. LED. Marsha는 RCA 연구소에서 휴가를 보내는 동안 Jacques Pankove와 함께 일했습니다. Mar scar가 스탠퍼드 대학을 떠난 지 2 년 후인 1971년에 RCA 동료인 Pankov와 Ed Miller는 아연 도핑된 질화 갈륨의 첫 번째 청색 전계 발광을 시연했습니다. 그러나 Pankov와 Miller는 나중에 최초의 실제 GaN 발광 다이오드인 녹색 빛을 방출했습니다. 1974 년 미국 특허청은 1972년 Marsca, Lines 및 Stanford University의 David Stephenson 교수에게 특허를 부여했습니다 (미국 특허 US 3819974A). 오늘날에도 질화 갈륨의 마그네슘 도핑은 여전히 모든 상용 청색 LED 및 레이저 다이오드의 기초입니다. 1970 년대 초, 이러한 장치는 지루하고 비실용적이었으며 질화 갈륨 장치에 관한 연구는 여전히 매우 늦었습니다.

 

1989 년 8월 Cree는 간접 밴드 격차 반도체로 생산된 실리콘 카바이드 (SiC) 기반의 최초 상용 청색 LED를 발표했습니다. SiC LED의 효율은 0.03% 미만으로 매우 낮지만 가시광선 스펙트럼의 파란색 부분에서 빛을 방출합니다.

 

1980 년대 후반, GaN 에리 택솔 성장과 p 형 도핑의 상당한 발전으로 GaN 기반 광전자 장치의 현대화가 이루어졌습니다. 이를 바탕으로 Boston University의 Theodore Mustacus (Theodore Mustacus)는 1991년 고휘도 청색 LED를 제조하는 새로운 2단계 방법에 대한 특허를 획득했습니다.

 

2 년 후인 1993년 Nichia Corporation의 Shun Nakamura는 질화 갈륨 성장 방법을 사용하는 고휘도 청색 LED를 시연했습니다. 동시에 나고야의 ISAM Akasaki와 Hiroshi Amado는 사파이어 기판에 중요한 GaN 증착 물을 개발하고 GaN p 형 도핑을 시연하고 있습니다. 이 새로운 개발은 LED 조명에 혁명을 가져왔고 고출력 청색 광원을 현실로 만들었으며 청색광 및 기타 기술 개발을 촉발했습니다.

 

Nakamura 씨는 그의 발명으로 2006 Millennium Technology Award를 수상했습니다. 나카무라 씨, 아미노 히로시 씨, 아마 사기 이사 무씨가 청색 LED의 발명으로 2014년 노벨 물리학상을 받았습니다. 2015 년 미국 법원은 3개 회사가 Mustakas의 이전 특허를 침해했다고 판결하고 면허증 비용으로 1,300만 달러 이상을 지급하도록 명령했습니다.

 

1995 년 Cardiff University Research Institute (GB)의 Alberto Barbieri는 고휘도 LED의 효율성과 신뢰성을 연구하고 (Al Ga INGA As) "투명 접촉"에 인듐 주석 산화물 (ITO)의 사용을 시연했습니다.

 

2001 년과 2002년에 질화 갈륨 (GaN) LED가 실리콘 위에 성장했습니다. 프로세스가 성공적으로 시연되었습니다. 2012 년 1월 SRAM은 Plessey Semiconductors에서 실리콘 기판 및 GaN-on-silicon LED에서 성장한 고전력 INGAR LED를 생산했습니다. 2017 년 현재 일부 업체에서는 LED 제조용 기판으로 SiC를 사용하고 있지만 질화 갈륨과 가장 유사한 특성이 있는 사파이어가 보편화하여 사파이어 웨이퍼 (패턴 웨이퍼)의 형태화 수요가 감소하고 있다. 삼성, 케임브리지 대학, 도시바가 Gabon SIDED 연구를 진행하고 있다. Toshiba는 저금리 때문에 연구를 중단했습니다. 어떤 사람들은 실리콘에서 하기 어려운 에리 택솔 처리를 선택하고, Cambridge University와 같은 다른 사람들은 격자 불일치와 열팽창 계수를 줄이기 위해 다층 구조를 선택하여 LED 헤드가 고온 (크리스털)에 있지 않도록 합니다. 발열을 억제하고 발광 효율을 향상합니다. 에리 택솔 (또는 패턴 사파이어)은 나노 압착 석판인쇄로 완성할 수 있습니다. GaN은 일반적으로 리프트 오퍼 효과를 최대한 활용하기 위해 금속 유기 기상 증착 (MOCVD)을 사용하여 증착됩니다.