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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:卓巧梅
研究生(外文):Chiao-Mei Cho
論文名稱:高取光介電薄膜應用於砷化鋁鎵紅光發光二極體
論文名稱(外文):Fabricated the Red AlGaAs Light Emitting Diodes With Higher Light Extraction Dielectric Layer
指導教授:林佳鋒林佳鋒引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:精密工程學系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:43
中文關鍵詞:砷化鋁鎵液相氧化介電薄膜
外文關鍵詞:AlGaAsLiquid Phase Chemical-Enchanced OxiditionDielectric Layer
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本研究使用砷化鋁鎵(AlGaAs)晶片製作實驗樣品,並針對相同磊晶結構之磊晶片與晶粒,以化學氣相沉積(PECVD)及液相氧化法(LPCEO)作處理,使元件表層生成ㄧ層介電薄膜,其目的是為了減少LED元件發出之光通過磊晶表層與空氣介面所造成的全反射,及折射率之損耗,以增加光萃取效率,使元件之輝度提高。
實驗中利用電漿化學氣相沉積及液相氧化法來成長不同材料之介電薄膜,並針對不同成長時間及溫度、不同退火溫度等實驗條件,對元件光萃取之影響。利用電激發光譜儀(Electroluminescence,EL)及薄膜量測儀(Thin-Film Measurement System),量測實驗所需之光電特性及介電薄膜厚度;更藉由掃描式電子顯微鏡(Scanning Electronic Microscopy,SEM)再確認薄膜厚度、表面形貌之變化;X光繞射分析儀(X-Ray Diffractometer,簡稱XRD)分析介電薄膜本身可能存在的晶體或非晶體之成分、薄膜對於溫度變化所造成的相變化;最後封裝成to-can及lamp以明白對最後成品端的影響。
誌謝辭 ii
中文摘要 iii
目次 iv
圖目次 vii
表目次 ix
第一章 導論 1
一、 前言 1
二、 論文緣起 2
三、 文獻回顧 3
第二章 相關原理簡介 4
一、 LED基本原理 4
二、 介電薄膜(Dielectric Layer) 6
三、 液相氧化法(Liquid Phase Chemical-Enchanced Oxidition,LPCEO) 6
四、 電漿輔助化學氣相沈積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD) 7
第三章 實驗方法及分析 8
一、 實驗架構 8
(一) 實驗說明 8
(二) 實驗架構圖 9
二、 試片製作 10
(一) 前置作業 10
(二) 不同材質介電薄膜製作 11
(三) 量測設備介紹 12
三、 實驗條件 17
(一) 介電薄膜厚度 17
(二) 介電薄膜成長溫度 17
(三) 介電薄膜高溫退火處理 17
第四章 結果與討論 18
一、 液相氧化法氧化速率 18
(一) 固定溶液溫度的氧化速率 19
(二) 改變溶液溫度的氧化速率 20
二、 不同成長溫度對介電薄膜特性差異 21
三、 厚度對輝度 24
四、 折射率與輝度 27
五、 發散角與輝度 27
六、 薄膜厚度對顏色的影響 30
七、 高溫退火處理對液相氧化層的影響 34
八、 介電薄膜對封裝後光性的影響 38
第五章 結論 41
參考文獻 42
[1] 王建義,薄膜工程學,全華科技,2006
[2] 李冠慰,液相氧化法於砷化鎵系列材料之研究與應用,國立成功大學微電子工程研究所博士論文,民國九十四年。
[3] 吳俊逸,在不同氣氛下Al-XMg(X=2,4wt%)熱合氧化膜的成長機制,國立中央大學,機械工程研究所碩士論文,民國九十六年七月。
[4] 林育儒,液相氧化法在磷化銦鎵上的研究與應用,國立成功大學微電子工程研究所碩士論文,民國九十二年。
[5] 周德威,前處理與氧化後熱處理對液相氧化法生成之砷化鎵氧化層的效應之研究,國立成功大學電機工程研究所博士論文,民國九十三年。
[6] Simon M. Sze, Semiconductor Devices: Physics and Technology, 2nd Edition, John Wiley & Sons, New York, 2001.
[7] E. Fred Schubert, Light-Emitting Diodes, 2nd edition, New York: Cambridge University Press, 2006.
[8] H. Yamanaka, and S. Koike, “A degradation due to surface oxidations in GaAlAs red light emitting diodes and a prevention of it”, Journal of the Electrochemical Society, Vol. 132, No. 2, pp. 381-383, 1985.
[9] Hiroji Kawai, Shunji Imanaga, Kunio Kaneko, and Naozo Watanabe, “Complex refractive Indices of AIGaAs at high temperatures measured by in situ reflectometry during growth by metalorganic chemical vapor deposition”, Journal of Applied Physics, Vol. 61, No. 1, pp. 328-332, 1987.

[10] S. Gehrsitz, F. K. Reinhart, C. Gourgon, N. Herres, A. Vonlanthen, and H. Sigg, “The refractive index of AlxGa1-xAs below the band gap: Accurate determination and empirical modeling”, Journal of Applied Physics,Vol. 87, No. 11, pp. 7825-7837, 2000.
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