以氫氣製作氧化鋅奈米紋路結構之特性與應用於發光二極體之研究

GaN-based light-emitting diode with ZnO nanotexture layer prepared using hydrogen gas

鐘正邦(Cheng-Ban Chung)

指導教授 ： 陳隆建

國立臺北科技大學/電資學院/光電工程系研究所/碩士(2007年)

摘要

本論文使用超音波噴霧熱解法(ultrasonic spray pyrolysis method)成長氧化鋅(ZnO)薄膜於矽基板與玻璃基板上，然後置於450℃的爐管中，使用氫氣做為乾蝕刻氣體，還原處理氧化鋅薄膜，以形成氧化鋅奈米紋路結構(ZnO nanotexture)。利用原子力顯微鏡(AFM)觀察氧化鋅奈米紋路結構的表面結構，經氫氣處理20分鐘後的薄膜，其表面粗糙度RMS由5.83nm提升至12.53nm。在400到800 nm 之間的波段，氧化鋅奈米紋路結構的光穿透率約在80-99 %之間。
另一方面，本論文將所得之氧化鋅奈米紋路結構應用於GaN-bsaed LED，把氧化鋅奈米紋路結構成長於GaN-bsaed LED之ITO透明導電層(TCL)上，於20mA電流注入下，順向偏壓為3.25V，對照沒有奈米紋路結構的GaN-bsaed LED可提升約27.5%的發光效率。

關鍵字

超音波噴霧熱解法 ； 氧化鋅奈米紋路結構 ； 氫氣處理GaN

並列摘要

ZnO films were deposited on an indium tin oxide (ITO), which was the transparent conductive layer (TCL) of GaN-based light-emitting diodes (LED), by ultrasonic spraying pyrolysis to improve the light output power. The ZnO nanotexture was formed by treating the as-deposited ZnO films with hydrogen. The RMS roughness increased from 5.83 nm to 12.53 nm during treatment for 20 min. Typical current-voltage (I-V) characteristics of the GaN-based LED with a ZnO nanotexture layer have a forward-bias voltage of 3.25 V at an injection current of 20 mA. The light output power of GaN-based LED with ZnO nanotexture layer improved as high as about 27.5% at a forward current of 20 mA.

並列關鍵字

ZnO nanotexture ； spraying pyrolysis method ； hydrogen treatment ； GaN

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