臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要是利用氮氮化鋁鎵電子阻擋層來改善矽摻雜發光二極體的發光效率，當矽掺在量子井中的能位障，矽摻雜除了填補元件的缺陷，更可以降低元件的操作電壓，但是由於缺陷被矽填補完後，電子很容易越過量子井並且在p型氮化鎵中結合，以至於亮度下降，也就是三五族化合物半導體常見的電子溢流，所以本實驗是在p型氮化鎵跟多層量子井的中間長一層氮化鋁鎵電子阻擋層，目的是為了不讓電子在p型氮化鎵裡跟電洞複合，如果這個模型假設正確，我們就可以降低操作電壓並且提高亮度，換言之就是的發光效率將會大大的增加，並且對於溫度有相當的影響的發光壽命相信也會有所提升。

This thesis presents the study of the improving the luminescence efficiency of Si doped light emitter diode with AlGaN electron blocking layer. Si doping which is in the barrier of multi-quantum well can fill defect, besides reducing operating voltage of device. Because of Si filling defect, electron must be easily over through the quantum well, and then the electron recombines in p-GaN. Electron overflow which is usually happened in Ⅲ-Ⅴ compound leads to decrease the brightness. That is the reason why our experiment growing an AlGaN(electron blocking layer) between multi-quantum wells and p-GaN. If the mode is correct, we can reduce operating voltage and increase the intensity of luminescence that is caused by electron overflow. In other words, the luminescence efficiency will be raised a lot and the lifetime influenced by temperature will be increased.

目錄
第1章 導論 1
1.1 前言 1
1.2 背景 1
1.2.1 發光二極體的歷史 1
1.2.2 二極體發光的原理 2
1.2.3 基板選用 3
1.2.4 多層量子井的應力 3
1.2.5 量子井中的矽摻雜技術 5
1.2.6 電子溢流現象 5
1.3 研究動機 7
1.4 論文架構 8
第2章 實驗原理 13
2.1 pn接面電流 13
2.2 濃度之深度剖析 14
2.3 光激發光 15
2.3.1 前言 15
2.3.2 光激發光的原理 15
2.4 功率轉換效率 16
第3章 樣品製備 20
3.1 磊晶儀器簡介 20
3.2 元件製程 20
3.3 樣品結構 21
第4章 實驗結果及分析 25
4.1 電流-電壓量測分析 25
4.1.1 量測方法 25
4.1.2 量測結果及分析 25
4.2 電容-電壓量測分析 26
4.2.1 量測方法 26
4.2.2 量測結果及分析 28
4.3 發光效率分析 29
4.3.1 量測方法 29
4.3.2 量測結果及分析 31
第5章 結論 48

圖表目錄
圖 1 1價電子帶、禁止帶和傳導帶示意圖 9
圖 1 2晶格常數以及對應的能隙圖 9
圖 1 3不加電場能帶結構示意圖 10
圖 1 4加電場後能帶結構示意圖 10
圖 1 5樣品A、B和C的亮度對溫度的關係圖 11
圖 1 6氮化鋁鎵電子阻擋層示意圖 11
圖 1 7氮化鋁鎵電子阻擋層在順向偏壓Va下示意圖 12
圖 2 1電子流與電洞流示意圖 18
圖 2 2 pn接面空乏區示意圖 18
圖 2 3電子電洞不同機制的躍遷圖 19
圖 3 1 LED647結構圖 23
圖 3 2 LED648結構圖 23
圖 3 3 LED649結構圖 24
圖 4 1順向偏壓下的電流對電壓的關係圖 34
圖 4 2逆向偏壓下的電流對電壓的關係圖 34
圖 4 3阻抗量測之電路模型 35
圖 4 4 LED648、LED649電容對電壓的關係圖 36
圖 4 5 LED648、LED649深度對濃度的剖析圖 36
圖 4 6光激發光量測架構示意圖 37
圖 4 7電激發光量測架構示意圖 37
圖 4 8 LED647變溫光激發光頻譜圖 38
圖 4 9 LED648變溫光激發光頻譜圖 38
圖 4 10 LED649變溫光激發光頻譜圖 39
圖 4 11 LED647光激發光的強度隨溫度的變化 40
圖 4 12 LED647光激發光量子井的波峰隨溫度的變化 40
圖 4 13 LED648光激發光的強度隨溫度的變化 41
圖 4 14 LED648光激發光量子井的波峰隨溫度的變化 41
圖 4 15 LED649光激發光的強度隨溫度的變化 42
圖 4 16 LED649光激發光量子井的波峰隨溫度的變化 42
圖 4 17 LED647變溫電激發光頻譜圖 43
圖 4 18 LED648變溫光激發光頻譜圖 43
圖 4 19 LED648變溫光激發光頻譜圖 44
圖 4 20發光強度對溫度的關係圖 45
圖 4 21發光效率對電流的關係圖 45
圖 4 22在300K時發光強度對電流關係圖 46
圖 4 23在340K時發光強度對電流關係圖 46
圖 4 24在380K時發光強度對電流關係圖 47
圖 4 25在440K時發光強度對電流關係圖 47

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