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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林昭穎
研究生(外文):Chao-Ying Lin
論文名稱:發光二極體導光機構之研究
論文名稱(外文):發光二極體導光機構之研究
指導教授:張明文張明文引用關係孫慶成孫慶成引用關係陳顯禎
指導教授(外文):Ching-Cherng Sun
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:光電科學研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:89
中文關鍵詞:高亮度發光二極體外部量子效率粗化
外文關鍵詞:HB LEDroughnessexternal quantum efficiency
相關次數:
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發光二極體(LEDs)因具有省電、環保等多項優點,未來可望取代傳統照明成為新世紀的照明的光源。關於LED相關製程技術研究的論文及文獻已有相當數量的累積,但是對其後續的下游封裝和應用設計內容至今仍不多見,這使得在LED在下游的產業應用無法迅速獲得解決。
由於高亮度、量子效率、和輝光效率是LED產業相關者所一直追求的目標。因此本文便針對現今量子效率的提昇技術做一系列探討。並試圖以光學的觀點來簡化複雜的量子模型,我們再根據實驗的結果而模擬LED晶片的光學特性,並找出適合的光學模型來取代LED內部複雜的量子現象;根據此成功模型應用於探討:(1)晶片粗化和(2)晶片形狀的改變-兩者對外部量子效率的影響。之後並以實際的參數去模擬LED的外部量子效率來評估。經由模擬的結果,我們提出:適當的粗化晶片方式將可以取代製造複雜的晶片形狀來大幅提昇外部的量子效率。
依此,吾人可加速應用設計的流程並可事先評估並模擬結果,以降低佈局的成本風險和時間。
發光二極體(LEDs)因具有省電、環保等多項優點,未來可望取代傳統照明成為新世紀的照明的光源。關於LED相關製程技術研究的論文及文獻已有相當數量的累積,但是對其後續的下游封裝和應用設計內容至今仍不多見,這使得在LED在下游的產業應用無法迅速獲得解決。
由於高亮度、量子效率、和輝光效率是LED產業相關者所一直追求的目標。因此本文便針對現今量子效率的提昇技術做一系列探討。並試圖以光學的觀點來簡化複雜的量子模型,我們再根據實驗的結果而模擬LED晶片的光學特性,並找出適合的光學模型來取代LED內部複雜的量子現象;根據此成功模型應用於探討:(1)晶片粗化和(2)晶片形狀的改變-兩者對外部量子效率的影響。之後並以實際的參數去模擬LED的外部量子效率來評估。經由模擬的結果,我們提出:適當的粗化晶片方式將可以取代製造複雜的晶片形狀來大幅提昇外部的量子效率。
依此,吾人可加速應用設計的流程並可事先評估並模擬結果,以降低佈局的成本風險和時間。
第一章緒論 1
第二章基本原理 3
2.1電子電洞對與光子的作用……………………………………..3
2.2直接半導體與間接半導體……………………………………..5
2.3半導體的發光……………………………………………….….8
2.4光學特性…………………………………………….......14
第三章發光二極體的操作特性 24
3.1 電子轉移機制……………………………………………………24
3.2注入機制……………………………………………………… 26
3.3 發光效率與量子效率………………………………………… 28
3.4 操作特性………………...………………...…………………31
第四章高亮度發光二極體的設計 33
4.1提昇量子效率的技術…………………………………………33
4.2 量子效率的模擬分析…………………………………………52
4.3晶片設計封裝…………………………………………………73
第五章結論 85
參考文獻 88
1. F.A.Kish and R.M. Fletcher, Chapter 5 in Semiconductor & Semimetals,vol 48,149(1997) 2. F.A. Kish,Encycl.Chem. Technol. 15,217(1995)3.K.H. Huang,J.G. Yu,C.P. Kuo,R.M. Fetcher,T.D. Osentowski,L.J. Stinson, M.G. Craford and A.S.H. Liao, Appl. Phys. Lett.1045,1992 4. H.Sugawara et al. Appl. Phys. Lett. 58 1010(1991)5. H.Sugawara,K.Itaya,H.Nozaki,and G.Hatakoshi ,Appl. Phys. Lett. 61 1775(1992) 6. H.Sugawara et al. Appl. Phys. Lett. 74 3189(1993)7. H.Sugawara et al. Jpn .J. Appl. Phys. 31,2446(1992)8. F.A.Kish,Encycl. Chem. Technol 15,217(1995)9. F.A. Kish et al. Electron. Lett. 30 1970 (1994) 10.F.A.Kish ,F.M.Steranke ,D.C.DeFevere ,D.A.Vanderwawater ,K.G.Park ,C.P,Kuo ,T.D.Osentowski ,M.J.Peanasky ,J.G,Yu ,R.M.Fletcher ,D.A.Steigerwald ,V.M.Robbins,and M.G.Craford.Appl.Phys.Lett.64 2839(1994)11. H.Sugawara et al. Tpn.J.Appl.Phys.33 5784(1994)12 .H.Sugawara et al. Tpn. J. Appl. Phys. 34 1458(1995)13. S.J. Chang et al. IEEE Photon .Tech. Lett 10,772(1998)14. W.N Carr & G.E. Pittman .Appl. Phys. Lett. 3,173(1963)15. A.R. Franklin & R.Newman , J,appl phys.35,1153(1964)16. I. Schniter and Yablonovitch, Appl. Phys. Lett 63,18(1993)17.M.R.Krame,M.Ochii-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,and M.G. Craford Appl. Phys. Lett 75,2365(1999)
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