Abstract
This chapter deals with methods for fabricating high efficient light-emitting diodes (LEDs) with higher light extraction efficiency (LEE). Some LED prototypes are then reviewed to investigate how their performance was enhanced by utilizing a variety of chip processes. The most efficient devices were found to be produced with unique fabrication processes, having at least one patterned sapphire substrate, chip sha**, vertical configuration, and/or flip-chip packaging, among others.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Similar content being viewed by others
References
J.K. Sheu, C.J. Pen, G.C. Chi, C.H. Kuo, L.W. Wu, C. Chen, H. Chang, Y.K. Su, IEEE Photonics Technol. Lett. 14, 450 (2002)
I. Schnitzer, E. Yablonovitch, C. Caneau, T.J. Gmitter, A. Scherer, Appl. Phys. Lett. 63, 2174 (1993)
A.R. Franklin, R. Newman, J. Appl. Phys. 35, 1153 (1964)
E.E. Loebner, Proc. IEEE 61, 837 (1973)
M.R. Krames, M. Ochiai-Holcomb, G.E. Hofler, C. Carter-Coman, E.I. Chen, I.-H. Tan, P. Grillot, N.F. Gardner, H.C. Chui, J.-W. Huang, S.A. Stockman, F.A. Kish, M.G. Craford, T.S. Tan, C.P. Kocot, M. Hueschen, J. Posselt, B. Loh, G. Sasser, D. Collins, Appl. Phys. Lett. 75, 2365 (1999)
C.C. Kao, H.-C. Kuo, H.W. Huang, J.T. Chu, Y.C. Peng, Y.L. Hsieh, C.Y. Luo, S.C. Wang, C.C. Yu, C.F. Lin, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 19 (2005)
J.S. Lee, J. Lee, J. Kim, J. Jeon, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1588 (2006)
J.Y. Kim, M.K. Kwon, J.P. Kim, S.J. Park, IEEE Photonics Technol. Lett. 19, 1865 (2007)
J.Y. Kim, S.B. Yang, Y.J. Kang, M.K. Kwon, J.H. Baek, J.K. Lee, in International Workshop on Nitride Semiconductors, TuP-OD-13, (2012)
C. Huh, K.S. Lee, E.J. Kang, S.J. Park, J. Appl. Phys. 93, 9383 (2003)
S.I. Na, G.Y. Ha, D.-S. Han, S.S. Kim, J.Y. Kim, J.H. Lim, D.-J. Kim, K.I. Min, S.J. Park, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1512 (2006)
D.S. Han, J.Y. Kim, S.I. Na, S.H. Kim, K.D. Lee, B. Kim, S.J. Park, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1406 (2006)
T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E.L. Hu, S.P. DenBaars, S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 84, 855 (2004)
S.H. Lee, J.H. Baek, T.H. Kim, L.S. Park, J. Nanosci. Nanotechnol. 11, 1 (2011)
C.F. Shen, S.J. Chang, W.S. Chen, T.K. Ko, C.T. Kuo, S.C. Shei, IEEE Photonics Technol. Lett. 19, 780 (2007)
O.B. Shchekin, J.E. Epler, T.A. Trottier, T. Margalith, D.A. Steigerwald, M.O. Holcomb, P.S. Martin, M.R. Krames, Appl. Phys. Lett. 89, 071109 (2006)
K. Tadatomo, H. Okagawa, T. Tsunekawa, T. Jyouichi, Y. Imada, M. Kato, H. Kudo, T. Taguchi, Phys. Status Solidi A 188, 121–125 (2001)
H. Kudo, K. Murakami, R. Zheng, Y. Yamada, T. Taguchi, K. Tadatomo, H. Okagawa, Y. Ohuchi, T. Tsunekawa, Y. Imada, K. Kata, Jpn. J. Appl. Phys. 41, 2484–2488 (2002)
A. Bell, R. Liu, F.A. Ponce, H. Amano, I. Akasaki, D. Cherns, Appl. Phys. Lett. 82, 349–351 (2003)
M. Yamada, T. Mitani, Y. Narukawa, S. Shioji, I. Niki, S. Sonobe, K. Deguchi, M. Sano, T. Mukai, Jpn. J. Appl. Phys. 41, L1431–L1433 (2002)
S.J. Chang, Y.C. Lin, Y.K. Su, C.S. Chang, T.C. Wen, S.C. Shei, J.C. Ke, C.W. Kuo, S.C. Chen, C.H. Liu, Solid-State Electron. 47, 1539–1542 (2003)
D.S. Wuu, W.K. Wang, W.C. Shih, R.H. Horng, C.E. Lee, W.Y. Lin, J.S. Fang, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 288–290 (2005)
W.K. Wang, D.S. Wuu, S.H. Lin, P. Han, R.H. Horng, T.C. Hsu, D.T.C. Huo, M.J. Jou, Y.H. Yu, A. Lin, IEEE. J. Quan. Electron. 41(11) (2005)
Y.J. Lee, J.M. Hwang, T.C. Hsu, M.H. Hsieh, M.J. Jou, B.J. Lee, T.C. Lu, H.C. Kuo, S.C. Wang, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1152–1154 (2006)
A. David, T. Fujii, B. Moran, S. Nakamura, S.P. Denbaars, C. Weisbuch, H. Benisty, Appl. Phys. Lett. 88, 133514 (2006)
T.N. Oder, J. Shakya, J.Y. Lin, H.X. Jiang, Appl. Phys. Lett. 83, 1231 (2003)
D. Ho Kim, C.O. Cho, Y.G. Roh, H. Jeon, Y.S. Park, J. Cho, J.S. Im, C. Sone, Y. Park, W.J. Choi, Q.H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005)
J.Y. Kim, M.K. Kwon, K.S. Lee, S.H. Kim, K.D. Lee, S.J. Park, Appl. Phys. Lett. 91, 181109 (2007)
S.H. Kim, K.D. Lee, J.Y. Kim, M.K. Kwon, S.J. Park, Nanotechnology 18, 055306 (2007)
S.M. Kim, H.S. Oh, J.H. Baek, K.H. Lee, G.Y. Jung, J.H. Song, H.J. Kim, B.J. Ahn, D. Yanqun, J.H. Song, IEEE Electron Device Lett. 31, 842–844 (2010)
W.S. Wong, T. Sands, N.W. Cheung, M. Kneissl, D.P. Bour, P. Mei, L.T. Romano, N.M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 75, 1360 (1999)
D.S. Wuu, S.C. Hsu, S.H. Huang, C.C. Wu, C.E. Lee, R.H. Horng, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 5239 (2004)
S.H. Huang, R.H. Horng, S.C. Hsu, T.Y. Chen, D.S. Wuu, Jpn. J. Appl. Phys. 44, 3028 (2005)
M.K. Kelly, O. Ambacher, R. Dimitriv, R. Handschuh, M. Stutzmann, Phys. Status Solidi A 159 (1997)
H.S. Kim, K.K. Kim, K.K. Choi, H.K. Kim, J.O. Song, J.H. Cho, K.H. Baik, C.S. Sone, Y.J. Park, T.Y. Seong, Appl. Phys. Lett. 91, 023510 (2007)
C.C. Kao, H.C. Kuo, K.F. Yeh, J.T. Chu, W.L. Peng, H.W. Huang, T.C. Lu, S.C. Wang, IEEE Photonics Technol. Lett. 19, 849 (2007)
S.H. Su, C.C. Hou, M.H. Lin, M. Yokoyama, S.M. Chen, H. Kuan, Jpn. J. Appl. Phys. 46, 965 (2007)
S.L. Chen, S.J. Wang, K.M. Uang, T.M. Chen, B.W. Liou, IEEE Photonics Technol. Lett. 19, 351 (2007)
Y.S. Wu, J.H. Cheng, W.C. Peng, Appl. Phys. Lett. 90, 251110 (2007)
S.H. Huang, R.H. Horng, S.C. Hsu, T.Y. Chen, D.S. Wuu, Jpn. J. Appl. Phys. 44, 3028 (2005)
W.S. Wong, T. Sands, N.W. Cheung, M. Kneissl, D.P. Bour, P. Mei, L.T. Romano, N.M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 77, 2822 (2000)
J. Arokiaraj, C.K. Leong, V. Lixian, A.M. Yong, W. **ncai, Appl. Phys. Lett. 92, 124105 (2008)
S.C. Hsu, C.Y. Liu, Electrochem. Solid-State Lett. 9(5), G171 (2006)
T. Jeong, K.H. Kim, H.H. Lee, S.J. Lee, S.H. Lee, J.H. Baek, J.K. Lee, IEEE Photonics Technol. Lett. 20, 1932 (2008)
W.C. Peng, Y.C.S. Wu, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 613 (2006)
K.M. Uang, S.J. Wang, S.L. Chen, Y.C. Yang, T.M. Chen, B.W. Liou, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 3436 (2006)
D.B. Thompson, A. Murai, M. IZA, S. Brinkley, S.P. Denbaars, U.K. Mishra, S. Nakamura, Jpn. J. Appl. Phys. 47, 3447 (2008)
H.Y. Kuo, S.J. Wang, P.R. Wang, K.M. Uang, T.M. Chen, H. Kuan, Appl. Phys. Lett. 92, 021105 (2008)
J.S. Ha, S.W. Lee, H.J. Lee, H.J. Lee, S.H. Lee, H. Goto, T. Kato, K. Fujii, M.W. Cho, T. Yao, IEEE Photonics Technol. Lett. 20, 175 (2008)
J.M. Park, K.M. Song, S.R. Jeon, J.H. Baek, S.W. Ryu, Appl. Phys. Lett. 94, 221907 (2009)
E. Monroy, E. Sarigiannidou, F. Fossard, N. Gogneau, E. Bellet-Amalric, J.L. Rouviere, S. Monnoye, H. Mank, B. Daudin, Appl. Phys. Lett. 84, 3684 (2004)
J.S. Kwak, K.Y. Lee, J.Y. Han, J. Cho, S. Chae, O.H. Nam, Y. Park, Appl. Phys. Lett. 79, 3254 (2001)
T. Jang, S.N. Lee, O.H. Nam, Y. Park, Appl. Phys. Lett. 88, 193505 (2006)
J.W. Jeon, T.Y. Seong, H.S. Kim, K.K. Kim, Appl. Phys. Lett. 94, 042102 (2009)
T. Jeong, S.W. Kim, S.H. Lee, J.W. Ju, S.J. Lee, J.H. Baek, J.K. Lee, J. Electrochem. Soc. 158(9), H908 (2011)
J.Y. Chu, C.F. Chu, C.C. Cheng, W.H. Liu, H.C. Cheng, F.H. Fan, J.K. Yen, Proc. SPIE 6894, 68940X-1 (2008)
E.F. Schubert, Light Emitting Diodes, 2nd edn. (Cambridge University Press, Cambridge, 2006)
J.J. Wierer, A. David, M.M. Megens, Nat. Photonics 3, 163 (2009)
A. David, H. Benisty, C. Weisbuch, J. Disp. Technol. 3, 133 (2007)
R. Windisch, N. Linder, C. Wiesmann, K. Streubel, in IEEE/LEOS Winter Topical Meeting, (2009), p. 10
J.J. Wierer, D.A. Steigerwald, M.R. Krames, J.J. O’Shea, M.J. Ludowise, G. Christenson, Y.C. Shen, C. Lowery, P.S. Martin, S. Subramanya, W. Gotz, N.F. Gardner, R.S. Kern, S.A. Stockman, Appl. Phys. Lett. 78, 3379 (2001)
D.L. Hibbard, S.P. Jung, C. Wang, D. Ullery, Y.S. Zhao, W. So, H. Liu, H.P. Lee, Appl. Phys. Lett. 83, 311 (2003)
S.J. Chang, W.S. Chen, Y.C. Lin, C.S. Chang, T.K. Ko, Y.P. Hsu, C.F. Shen, J.M. Tsai, S.C. Shei, IEEE Trans. Adv. Packaging 29, 403 (2006)
J.O. Song, D.S. Leem, J.S. Kwak, O.H. Nam, Y. Park, T.Y. Seong, Appl. Phys. Lett. 83, 4990 (2003)
J.O. Song, J.S. Kwak, Y. Park, T.Y. Seong, Appl. Phys. Lett. 86, 062104 (2005)
S.K. Sharma, J. Spitz, Thin Solid Films 65, 339 (1980)
D.J. Srolovitz, M.G. Goldiner, JOM 47, 31 (1995)
H.C. Kim, N.D. Theodore, T.L. Alford, J. Appl. Phys. 95, 5180 (2004)
H.S. Venugopalan, A. DiCarlo, X. Cao, S. Libon, B.S. Shelton, E. Stefanov, T. Zhang, I. Eliashevich, S.E. Weaver, M. Hsing, B. Kolodin, T. Soules, D. Florescu, S. Guo, M. Pophristic, B. Peres, Proc. SPIE 4996, 195 (2003)
D.A. Steigerwald, J.C. Bhat, D. Collins, R.M. Fletcher, M.O. Holcomb, M.J. Ludowise, P.S. Martine, S.L. Rudaz, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 310 (2002)
H.W. Jang, J.L. Lee, Appl. Phys. Lett. 85, 5920 (2004)
J.H. Son, Y.H. Song, H.K. Yu, J.L. Lee, Appl. Phys. Lett. 95, 062108 (2009)
J.K. Kim, T. Gessmann, E.F. Schubert, J.Q. **, H. Luo, J.H. Cho, C.S. Sone, Y.J. Park, Appl. Phys. Lett. 88, 013501 (2006)
J.Q. **, H. Luo, A.J. Pasquale, J.K. Kim, E.F. Schubert, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 2347 (2006)
J.Y. Kim, M.K. Kwon, I.K. Park, C.Y. Cho, S.J. Park, D.M. Jeon, J.W. Kim, Y.C. Kim, Appl. Phys. Lett. 93, 021121 (2008)
J.H. Lim, D.K. Hwang, H.S. Kim, J.Y. Oh, J.H. Yang, R. Navamathavan, S.J. Park, Appl. Phys. Lett. 85, 6191 (2004)
J.K. Ho, C.S. Jong, C.N. Huang, C.Y. Chen, C.C. Chiu, K.K. Shih, Appl. Phys. Lett. 74, 1275 (1999)
J.Y. Kim, S. In Na, G.Y. Ha, M.K. Kwon, I.K. Park, J.H. Lim, S.J. Park, M.H. Kim, D. Choi, K. Min, Appl. Phys. Lett. 88, 043507 (2006)
H. Kim, K.H. Baik, J. Cho, J.W. Lee, S. Yoon, H. Kim, S.N. Lee, C. Sone, Y. Park, T.Y. Seong, IEEE Photonics Technol. Lett. 19, 336 (2007)
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2013 Springer Science+Business Media Dordrecht
About this chapter
Cite this chapter
Kim, JY. et al. (2013). Light Extraction Efficiency Part B. Light Extraction of High Efficient LEDs. In: Seong, TY., Han, J., Amano, H., Morkoc, H. (eds) III-Nitride Based Light Emitting Diodes and Applications. Topics in Applied Physics, vol 126. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-5863-6_10
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-5863-6_10
Publisher Name: Springer, Dordrecht
Print ISBN: 978-94-007-5862-9
Online ISBN: 978-94-007-5863-6
eBook Packages: Physics and AstronomyPhysics and Astronomy (R0)