Abstract

We investigated GaN-based vertical light-emitting diodes (VLEDs) with periodic and conical nanopillar arrays (CNAs) to improve the light-output efficiency. We found that a 470 nm diameter and 0.8–0.9 μm height increased the light output, and the devices suffered no significant electrical property degradations. The light-output power was 272% and 5.1% greater than flat- and rough-surface VLEDs at 350 mA, respectively. These improved optical properties are attributed to the optimized CNAs, which increase the effective photon escape cone and reduce the total internal reflection at the n-GaN–air interface. We also investigated the emission characteristics and mechanisms with finite-difference time-domain simulations.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. T. Tan, X. W. Sun, H. V. Demir, and S. P. DenBaars, IEEE Photon. J. 4, 613 (2012).
    [CrossRef]
  2. C. F. Chu, C. C. Cheng, W. H. Liu, J. Y. Chu, F. H. Fan, H. C. Cheng, T. Doan, and C. A. Tran, Proc. IEEE 98, 1197 (2010).
    [CrossRef]
  3. T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E. L. Hu, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 84, 855 (2004).
    [CrossRef]
  4. J. J. Wierer, A. David, and M. M. Megens, Nat. Photonics 3, 163 (2009).
    [CrossRef]
  5. H.-M. An, J. I. Sim, K. S. Shin, Y. M. Sung, and T. G. Kim, IEEE J. Quantum Electron. 48, 891 (2012).
    [CrossRef]
  6. H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
    [CrossRef]
  7. K. H. Li, Z. Ma, and H. W. Choi, Appl. Phys. Lett. 100, 141101 (2012).
    [CrossRef]
  8. L. Yu, S. Law, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 101, 103105 (2012).
    [CrossRef]
  9. Y.-U. Wang, Y. Chou, L.-Y. Chen, Y.-F. Yin, Y.-C. Lin, and J. J. Huang, IEEE J. Quantum Electron. 49, 11 (2013).
    [CrossRef]
  10. J.-H. Lee, J.-T. Oh, S.-B. Choi, Y.-C. Kim, H.-I. Cho, and J.-H. Lee, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 345 (2008)
    [CrossRef]
  11. S. J. Kim, K. H. Kim, and T. G. Kim, Opt. Express 21, 8062 (2013).
    [CrossRef]
  12. W. Stöber, A. Fink, and E. Bohn, J. Colloid Interface Sci. 26, 62 (1968).
    [CrossRef]
  13. H. K. Cho, S.-K. Kim, and J. S. Lee, J. Phys. D 41, 175107 (2008).
    [CrossRef]
  14. Y. Yang and X. A. Cao, J. Vac. Sci. Technol. B 27, 2337 (2009).
    [CrossRef]
  15. X. A. Cao, S. J. Pearton, G. T. Dang, A. P. Zhang, F. Ren, and J. M. Van Hove, IEEE Trans. Electron Devices 47, 1320 (2000).
    [CrossRef]
  16. H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
    [CrossRef]
  17. K.-M. Uang, S.-J. Wang, S.-L. Chen, Y.-C. Yang, T.-M. Chen, and B.-W. Liou, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 3436 (2006).
    [CrossRef]
  18. Y. H. Ko and J. S. Yu, Appl. Phys. B 113, 567 (2013).
    [CrossRef]
  19. H.-M. Wu, C.-M. Lai, and L.-H. Peng, Appl. Phys. Lett. 93, 211903 (2008).
    [CrossRef]
  20. C.-W. Hsu, Y.-C. Lee, H.-L. Chen, and Y.-F. Chou, Photon. Nanostr. Fundam. Appl. 10, 523 (2012).
    [CrossRef]
  21. H.-Y. Ryu, K.-S. Jeon, M.-G. Kang, Y. Choi, and J.-S. Lee, Opt. Express 21, A190 (2013).
    [CrossRef]
  22. Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
    [CrossRef]
  23. H.-Y. Ryu and J.-I. Shim, IEEE J. Quantum Electron. 46, 714 (2010).
    [CrossRef]

2013 (5)

Y.-U. Wang, Y. Chou, L.-Y. Chen, Y.-F. Yin, Y.-C. Lin, and J. J. Huang, IEEE J. Quantum Electron. 49, 11 (2013).
[CrossRef]

S. J. Kim, K. H. Kim, and T. G. Kim, Opt. Express 21, 8062 (2013).
[CrossRef]

Y. H. Ko and J. S. Yu, Appl. Phys. B 113, 567 (2013).
[CrossRef]

H.-Y. Ryu, K.-S. Jeon, M.-G. Kang, Y. Choi, and J.-S. Lee, Opt. Express 21, A190 (2013).
[CrossRef]

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

2012 (5)

C.-W. Hsu, Y.-C. Lee, H.-L. Chen, and Y.-F. Chou, Photon. Nanostr. Fundam. Appl. 10, 523 (2012).
[CrossRef]

K. H. Li, Z. Ma, and H. W. Choi, Appl. Phys. Lett. 100, 141101 (2012).
[CrossRef]

L. Yu, S. Law, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 101, 103105 (2012).
[CrossRef]

S. T. Tan, X. W. Sun, H. V. Demir, and S. P. DenBaars, IEEE Photon. J. 4, 613 (2012).
[CrossRef]

H.-M. An, J. I. Sim, K. S. Shin, Y. M. Sung, and T. G. Kim, IEEE J. Quantum Electron. 48, 891 (2012).
[CrossRef]

2010 (2)

C. F. Chu, C. C. Cheng, W. H. Liu, J. Y. Chu, F. H. Fan, H. C. Cheng, T. Doan, and C. A. Tran, Proc. IEEE 98, 1197 (2010).
[CrossRef]

H.-Y. Ryu and J.-I. Shim, IEEE J. Quantum Electron. 46, 714 (2010).
[CrossRef]

2009 (3)

H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
[CrossRef]

J. J. Wierer, A. David, and M. M. Megens, Nat. Photonics 3, 163 (2009).
[CrossRef]

Y. Yang and X. A. Cao, J. Vac. Sci. Technol. B 27, 2337 (2009).
[CrossRef]

2008 (4)

H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
[CrossRef]

H. K. Cho, S.-K. Kim, and J. S. Lee, J. Phys. D 41, 175107 (2008).
[CrossRef]

J.-H. Lee, J.-T. Oh, S.-B. Choi, Y.-C. Kim, H.-I. Cho, and J.-H. Lee, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 345 (2008)
[CrossRef]

H.-M. Wu, C.-M. Lai, and L.-H. Peng, Appl. Phys. Lett. 93, 211903 (2008).
[CrossRef]

2006 (1)

K.-M. Uang, S.-J. Wang, S.-L. Chen, Y.-C. Yang, T.-M. Chen, and B.-W. Liou, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 3436 (2006).
[CrossRef]

2004 (1)

T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E. L. Hu, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 84, 855 (2004).
[CrossRef]

2000 (1)

X. A. Cao, S. J. Pearton, G. T. Dang, A. P. Zhang, F. Ren, and J. M. Van Hove, IEEE Trans. Electron Devices 47, 1320 (2000).
[CrossRef]

1968 (1)

W. Stöber, A. Fink, and E. Bohn, J. Colloid Interface Sci. 26, 62 (1968).
[CrossRef]

An, H.-M.

H.-M. An, J. I. Sim, K. S. Shin, Y. M. Sung, and T. G. Kim, IEEE J. Quantum Electron. 48, 891 (2012).
[CrossRef]

Bohn, E.

W. Stöber, A. Fink, and E. Bohn, J. Colloid Interface Sci. 26, 62 (1968).
[CrossRef]

Cao, X. A.

Y. Yang and X. A. Cao, J. Vac. Sci. Technol. B 27, 2337 (2009).
[CrossRef]

X. A. Cao, S. J. Pearton, G. T. Dang, A. P. Zhang, F. Ren, and J. M. Van Hove, IEEE Trans. Electron Devices 47, 1320 (2000).
[CrossRef]

Chen, H.-L.

C.-W. Hsu, Y.-C. Lee, H.-L. Chen, and Y.-F. Chou, Photon. Nanostr. Fundam. Appl. 10, 523 (2012).
[CrossRef]

Chen, L.-Y.

Y.-U. Wang, Y. Chou, L.-Y. Chen, Y.-F. Yin, Y.-C. Lin, and J. J. Huang, IEEE J. Quantum Electron. 49, 11 (2013).
[CrossRef]

Chen, S.-L.

K.-M. Uang, S.-J. Wang, S.-L. Chen, Y.-C. Yang, T.-M. Chen, and B.-W. Liou, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 3436 (2006).
[CrossRef]

Chen, T.-M.

K.-M. Uang, S.-J. Wang, S.-L. Chen, Y.-C. Yang, T.-M. Chen, and B.-W. Liou, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 3436 (2006).
[CrossRef]

Cheng, C. C.

C. F. Chu, C. C. Cheng, W. H. Liu, J. Y. Chu, F. H. Fan, H. C. Cheng, T. Doan, and C. A. Tran, Proc. IEEE 98, 1197 (2010).
[CrossRef]

Cheng, H. C.

C. F. Chu, C. C. Cheng, W. H. Liu, J. Y. Chu, F. H. Fan, H. C. Cheng, T. Doan, and C. A. Tran, Proc. IEEE 98, 1197 (2010).
[CrossRef]

Cheng, Y.

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Cho, H. K.

H. K. Cho, S.-K. Kim, and J. S. Lee, J. Phys. D 41, 175107 (2008).
[CrossRef]

Cho, H.-I.

J.-H. Lee, J.-T. Oh, S.-B. Choi, Y.-C. Kim, H.-I. Cho, and J.-H. Lee, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 345 (2008)
[CrossRef]

Choi, H. W.

K. H. Li, Z. Ma, and H. W. Choi, Appl. Phys. Lett. 100, 141101 (2012).
[CrossRef]

Choi, S.-B.

J.-H. Lee, J.-T. Oh, S.-B. Choi, Y.-C. Kim, H.-I. Cho, and J.-H. Lee, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 345 (2008)
[CrossRef]

Choi, Y.

Chou, Y.

Y.-U. Wang, Y. Chou, L.-Y. Chen, Y.-F. Yin, Y.-C. Lin, and J. J. Huang, IEEE J. Quantum Electron. 49, 11 (2013).
[CrossRef]

Chou, Y.-F.

C.-W. Hsu, Y.-C. Lee, H.-L. Chen, and Y.-F. Chou, Photon. Nanostr. Fundam. Appl. 10, 523 (2012).
[CrossRef]

Chu, C. F.

C. F. Chu, C. C. Cheng, W. H. Liu, J. Y. Chu, F. H. Fan, H. C. Cheng, T. Doan, and C. A. Tran, Proc. IEEE 98, 1197 (2010).
[CrossRef]

Chu, J. Y.

C. F. Chu, C. C. Cheng, W. H. Liu, J. Y. Chu, F. H. Fan, H. C. Cheng, T. Doan, and C. A. Tran, Proc. IEEE 98, 1197 (2010).
[CrossRef]

Dang, G. T.

X. A. Cao, S. J. Pearton, G. T. Dang, A. P. Zhang, F. Ren, and J. M. Van Hove, IEEE Trans. Electron Devices 47, 1320 (2000).
[CrossRef]

David, A.

J. J. Wierer, A. David, and M. M. Megens, Nat. Photonics 3, 163 (2009).
[CrossRef]

Demir, H. V.

S. T. Tan, X. W. Sun, H. V. Demir, and S. P. DenBaars, IEEE Photon. J. 4, 613 (2012).
[CrossRef]

DenBaars, S. P.

S. T. Tan, X. W. Sun, H. V. Demir, and S. P. DenBaars, IEEE Photon. J. 4, 613 (2012).
[CrossRef]

T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E. L. Hu, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 84, 855 (2004).
[CrossRef]

Doan, T.

C. F. Chu, C. C. Cheng, W. H. Liu, J. Y. Chu, F. H. Fan, H. C. Cheng, T. Doan, and C. A. Tran, Proc. IEEE 98, 1197 (2010).
[CrossRef]

Fan, F. H.

C. F. Chu, C. C. Cheng, W. H. Liu, J. Y. Chu, F. H. Fan, H. C. Cheng, T. Doan, and C. A. Tran, Proc. IEEE 98, 1197 (2010).
[CrossRef]

Fink, A.

W. Stöber, A. Fink, and E. Bohn, J. Colloid Interface Sci. 26, 62 (1968).
[CrossRef]

Fujii, T.

T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E. L. Hu, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 84, 855 (2004).
[CrossRef]

Gao, Y.

T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E. L. Hu, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 84, 855 (2004).
[CrossRef]

Guo, E.

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Hsu, C.-W.

C.-W. Hsu, Y.-C. Lee, H.-L. Chen, and Y.-F. Chou, Photon. Nanostr. Fundam. Appl. 10, 523 (2012).
[CrossRef]

Hu, E. L.

T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E. L. Hu, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 84, 855 (2004).
[CrossRef]

Huang, H. W.

H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
[CrossRef]

H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
[CrossRef]

Huang, J. J.

Y.-U. Wang, Y. Chou, L.-Y. Chen, Y.-F. Yin, Y.-C. Lin, and J. J. Huang, IEEE J. Quantum Electron. 49, 11 (2013).
[CrossRef]

Huang, J. K.

H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
[CrossRef]

Jeon, K.-S.

Kang, M.-G.

Kim, K. H.

Kim, S. J.

Kim, S.-K.

H. K. Cho, S.-K. Kim, and J. S. Lee, J. Phys. D 41, 175107 (2008).
[CrossRef]

Kim, T. G.

S. J. Kim, K. H. Kim, and T. G. Kim, Opt. Express 21, 8062 (2013).
[CrossRef]

H.-M. An, J. I. Sim, K. S. Shin, Y. M. Sung, and T. G. Kim, IEEE J. Quantum Electron. 48, 891 (2012).
[CrossRef]

Kim, Y.-C.

J.-H. Lee, J.-T. Oh, S.-B. Choi, Y.-C. Kim, H.-I. Cho, and J.-H. Lee, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 345 (2008)
[CrossRef]

Ko, Y. H.

Y. H. Ko and J. S. Yu, Appl. Phys. B 113, 567 (2013).
[CrossRef]

Kuo, H. C.

H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
[CrossRef]

H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
[CrossRef]

Kuo, S. Y.

H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
[CrossRef]

Lai, C.-M.

H.-M. Wu, C.-M. Lai, and L.-H. Peng, Appl. Phys. Lett. 93, 211903 (2008).
[CrossRef]

Law, S.

L. Yu, S. Law, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 101, 103105 (2012).
[CrossRef]

Lee, B. D.

H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
[CrossRef]

H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
[CrossRef]

Lee, J. S.

H. K. Cho, S.-K. Kim, and J. S. Lee, J. Phys. D 41, 175107 (2008).
[CrossRef]

Lee, J.-H.

J.-H. Lee, J.-T. Oh, S.-B. Choi, Y.-C. Kim, H.-I. Cho, and J.-H. Lee, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 345 (2008)
[CrossRef]

J.-H. Lee, J.-T. Oh, S.-B. Choi, Y.-C. Kim, H.-I. Cho, and J.-H. Lee, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 345 (2008)
[CrossRef]

Lee, J.-S.

Lee, K. Y.

H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
[CrossRef]

H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
[CrossRef]

Lee, Y.-C.

C.-W. Hsu, Y.-C. Lee, H.-L. Chen, and Y.-F. Chou, Photon. Nanostr. Fundam. Appl. 10, 523 (2012).
[CrossRef]

Leung, K. M.

H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
[CrossRef]

H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
[CrossRef]

Li, J.

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Li, K. H.

K. H. Li, Z. Ma, and H. W. Choi, Appl. Phys. Lett. 100, 141101 (2012).
[CrossRef]

Lin, C. H.

H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
[CrossRef]

H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
[CrossRef]

Lin, Y.-C.

Y.-U. Wang, Y. Chou, L.-Y. Chen, Y.-F. Yin, Y.-C. Lin, and J. J. Huang, IEEE J. Quantum Electron. 49, 11 (2013).
[CrossRef]

Liou, B.-W.

K.-M. Uang, S.-J. Wang, S.-L. Chen, Y.-C. Yang, T.-M. Chen, and B.-W. Liou, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 3436 (2006).
[CrossRef]

Liu, W. H.

C. F. Chu, C. C. Cheng, W. H. Liu, J. Y. Chu, F. H. Fan, H. C. Cheng, T. Doan, and C. A. Tran, Proc. IEEE 98, 1197 (2010).
[CrossRef]

Liu, Z.

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Ma, J.

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Ma, Z.

K. H. Li, Z. Ma, and H. W. Choi, Appl. Phys. Lett. 100, 141101 (2012).
[CrossRef]

Megens, M. M.

J. J. Wierer, A. David, and M. M. Megens, Nat. Photonics 3, 163 (2009).
[CrossRef]

Nakamura, S.

T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E. L. Hu, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 84, 855 (2004).
[CrossRef]

Oh, J.-T.

J.-H. Lee, J.-T. Oh, S.-B. Choi, Y.-C. Kim, H.-I. Cho, and J.-H. Lee, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 345 (2008)
[CrossRef]

Pearton, S. J.

X. A. Cao, S. J. Pearton, G. T. Dang, A. P. Zhang, F. Ren, and J. M. Van Hove, IEEE Trans. Electron Devices 47, 1320 (2000).
[CrossRef]

Peng, L.-H.

H.-M. Wu, C.-M. Lai, and L.-H. Peng, Appl. Phys. Lett. 93, 211903 (2008).
[CrossRef]

Ren, F.

X. A. Cao, S. J. Pearton, G. T. Dang, A. P. Zhang, F. Ren, and J. M. Van Hove, IEEE Trans. Electron Devices 47, 1320 (2000).
[CrossRef]

Ryu, H.-Y.

Sharma, R.

T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E. L. Hu, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 84, 855 (2004).
[CrossRef]

Shim, J.-I.

H.-Y. Ryu and J.-I. Shim, IEEE J. Quantum Electron. 46, 714 (2010).
[CrossRef]

Shin, K. S.

H.-M. An, J. I. Sim, K. S. Shin, Y. M. Sung, and T. G. Kim, IEEE J. Quantum Electron. 48, 891 (2012).
[CrossRef]

Sim, J. I.

H.-M. An, J. I. Sim, K. S. Shin, Y. M. Sung, and T. G. Kim, IEEE J. Quantum Electron. 48, 891 (2012).
[CrossRef]

Stöber, W.

W. Stöber, A. Fink, and E. Bohn, J. Colloid Interface Sci. 26, 62 (1968).
[CrossRef]

Sun, X. W.

S. T. Tan, X. W. Sun, H. V. Demir, and S. P. DenBaars, IEEE Photon. J. 4, 613 (2012).
[CrossRef]

Sung, Y. M.

H.-M. An, J. I. Sim, K. S. Shin, Y. M. Sung, and T. G. Kim, IEEE J. Quantum Electron. 48, 891 (2012).
[CrossRef]

Tan, S. T.

S. T. Tan, X. W. Sun, H. V. Demir, and S. P. DenBaars, IEEE Photon. J. 4, 613 (2012).
[CrossRef]

Tran, C. A.

C. F. Chu, C. C. Cheng, W. H. Liu, J. Y. Chu, F. H. Fan, H. C. Cheng, T. Doan, and C. A. Tran, Proc. IEEE 98, 1197 (2010).
[CrossRef]

Uang, K.-M.

K.-M. Uang, S.-J. Wang, S.-L. Chen, Y.-C. Yang, T.-M. Chen, and B.-W. Liou, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 3436 (2006).
[CrossRef]

Van Hove, J. M.

X. A. Cao, S. J. Pearton, G. T. Dang, A. P. Zhang, F. Ren, and J. M. Van Hove, IEEE Trans. Electron Devices 47, 1320 (2000).
[CrossRef]

Wang, G.

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Wang, L.

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Wang, S. C.

H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
[CrossRef]

H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
[CrossRef]

Wang, S.-J.

K.-M. Uang, S.-J. Wang, S.-L. Chen, Y.-C. Yang, T.-M. Chen, and B.-W. Liou, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 3436 (2006).
[CrossRef]

Wang, Y.-U.

Y.-U. Wang, Y. Chou, L.-Y. Chen, Y.-F. Yin, Y.-C. Lin, and J. J. Huang, IEEE J. Quantum Electron. 49, 11 (2013).
[CrossRef]

Wasserman, D.

L. Yu, S. Law, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 101, 103105 (2012).
[CrossRef]

Wierer, J. J.

J. J. Wierer, A. David, and M. M. Megens, Nat. Photonics 3, 163 (2009).
[CrossRef]

Wu, H.-M.

H.-M. Wu, C.-M. Lai, and L.-H. Peng, Appl. Phys. Lett. 93, 211903 (2008).
[CrossRef]

Yang, Y.

Y. Yang and X. A. Cao, J. Vac. Sci. Technol. B 27, 2337 (2009).
[CrossRef]

Yang, Y.-C.

K.-M. Uang, S.-J. Wang, S.-L. Chen, Y.-C. Yang, T.-M. Chen, and B.-W. Liou, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 3436 (2006).
[CrossRef]

Yi, X.

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Yin, Y.-F.

Y.-U. Wang, Y. Chou, L.-Y. Chen, Y.-F. Yin, Y.-C. Lin, and J. J. Huang, IEEE J. Quantum Electron. 49, 11 (2013).
[CrossRef]

Yu, C. C.

H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
[CrossRef]

H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
[CrossRef]

Yu, J. S.

Y. H. Ko and J. S. Yu, Appl. Phys. B 113, 567 (2013).
[CrossRef]

Yu, L.

L. Yu, S. Law, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 101, 103105 (2012).
[CrossRef]

Zhang, A. P.

X. A. Cao, S. J. Pearton, G. T. Dang, A. P. Zhang, F. Ren, and J. M. Van Hove, IEEE Trans. Electron Devices 47, 1320 (2000).
[CrossRef]

Zhang, Y.

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Zheng, H.

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (1)

Y. H. Ko and J. S. Yu, Appl. Phys. B 113, 567 (2013).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (4)

H.-M. Wu, C.-M. Lai, and L.-H. Peng, Appl. Phys. Lett. 93, 211903 (2008).
[CrossRef]

T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E. L. Hu, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 84, 855 (2004).
[CrossRef]

K. H. Li, Z. Ma, and H. W. Choi, Appl. Phys. Lett. 100, 141101 (2012).
[CrossRef]

L. Yu, S. Law, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 101, 103105 (2012).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (3)

Y.-U. Wang, Y. Chou, L.-Y. Chen, Y.-F. Yin, Y.-C. Lin, and J. J. Huang, IEEE J. Quantum Electron. 49, 11 (2013).
[CrossRef]

H.-M. An, J. I. Sim, K. S. Shin, Y. M. Sung, and T. G. Kim, IEEE J. Quantum Electron. 48, 891 (2012).
[CrossRef]

H.-Y. Ryu and J.-I. Shim, IEEE J. Quantum Electron. 46, 714 (2010).
[CrossRef]

IEEE Photon. J. (1)

S. T. Tan, X. W. Sun, H. V. Demir, and S. P. DenBaars, IEEE Photon. J. 4, 613 (2012).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

J.-H. Lee, J.-T. Oh, S.-B. Choi, Y.-C. Kim, H.-I. Cho, and J.-H. Lee, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 345 (2008)
[CrossRef]

IEEE Trans. Electron Devices (1)

X. A. Cao, S. J. Pearton, G. T. Dang, A. P. Zhang, F. Ren, and J. M. Van Hove, IEEE Trans. Electron Devices 47, 1320 (2000).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

Y. Zhang, H. Zheng, E. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. Wang, Z. Liu, X. Yi, G. Wang, and J. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

J. Colloid Interface Sci. (1)

W. Stöber, A. Fink, and E. Bohn, J. Colloid Interface Sci. 26, 62 (1968).
[CrossRef]

J. Phys. D (1)

H. K. Cho, S.-K. Kim, and J. S. Lee, J. Phys. D 41, 175107 (2008).
[CrossRef]

J. Vac. Sci. Technol. B (1)

Y. Yang and X. A. Cao, J. Vac. Sci. Technol. B 27, 2337 (2009).
[CrossRef]

Jpn. J. Appl. Phys. (1)

K.-M. Uang, S.-J. Wang, S.-L. Chen, Y.-C. Yang, T.-M. Chen, and B.-W. Liou, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 3436 (2006).
[CrossRef]

Mater. Sci. Eng. B (1)

H. W. Huang, C. H. Lin, C. C. Yu, K. Y. Lee, B. D. Lee, H. C. Kuo, S. Y. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Mater. Sci. Eng. B 151, 205 (2008).
[CrossRef]

Nat. Photonics (1)

J. J. Wierer, A. David, and M. M. Megens, Nat. Photonics 3, 163 (2009).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Photon. Nanostr. Fundam. Appl. (1)

C.-W. Hsu, Y.-C. Lee, H.-L. Chen, and Y.-F. Chou, Photon. Nanostr. Fundam. Appl. 10, 523 (2012).
[CrossRef]

Proc. IEEE (1)

C. F. Chu, C. C. Cheng, W. H. Liu, J. Y. Chu, F. H. Fan, H. C. Cheng, T. Doan, and C. A. Tran, Proc. IEEE 98, 1197 (2010).
[CrossRef]

Semicond. Sci. Technol. (1)

H. W. Huang, C. H. Lin, K. Y. Lee, C. C. Yu, J. K. Huang, B. D. Lee, H. C. Kuo, K. M. Leung, and S. C. Wang, Semicond. Sci. Technol. 24, 085008 (2009).
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

Schematic illustration of the fabrication process flow for VLEDs with CNAs on an n-GaN surface. Above the n-GaN patterned surface VLEDs is a top-view microscopic image of the fabricated VLED chip.

Fig. 2.
Fig. 2.

SEM surface images. (a) Top view of the spin-coated SiO2 nanospheres with diameters of 150, 300, and 500 nm before ICP etch. The 30° tilted-view of the CNAs formed on a GaN surface of VLEDs with diameters of 150, 300, and 500 nm under (b) ICP-I condition and (c) ICP-II condition. The insets show cross-sectional views of the magnified CNAs.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) I–V characteristics, (b) reverse leakage current characteristics, (c) L–I characteristics and (d) EL spectra measured from VLEDs with flat-surface, rough-surface, and various CNAs (labeled as a VLED_A, _B, _C, _D, _E, and _F).

Fig. 4.
Fig. 4.

Emission images of VLEDs with flat-surface, rough-surface and various CNAs (labeled as a VLED_A, _B, _C, _D, _E, and _F) at an injection current of 350 mA.

Fig. 5.
Fig. 5.

(a) Simplified structures for 3D-FDTD calculations, (b) simulated far-field emission patterns, and (c) simulated normalized light output of flat-surface VLEDs, rough-surface VLEDs, and VLED_C.

Metrics