氮化鎵系發光二極體之銀/氧化銦鋅反射式電極的研製

Study of Reflective Ag/Zinc Oxide Doped Indium Oxide Ohmic Contacts for Flip Chip GaN LED Applications

何耀民(Yao-Ming Ho)

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

本篇論文研究將針對在p型氮化鎵(p-GaN)材料上進行銀與銀/氧化鋅摻雜氧化銦(ZIO)之高反射率歐姆接觸電極，並應用於發光二極體元件。銀反射電極在大氣環境下，經過300 ℃退火10分鐘，特徵電阻值約為 5×10-3 Ωcm2 。將銀反射電極應用於發光二極體上，起始電壓為3.55 V(@20 mA)。銀/氧化鋅摻雜氧化銦(ZIO)之反射電極在大氣環境下，經過500 ℃退火10分鐘，特徵電阻值約為1.74×10-4 Ωcm2 。當其應用於發光二極體上，在室溫環境，起始電流20 mA之下，量測其起始電壓為3.15 V，而光輸出功率與功率效率分別為7.86 mW與12.44 %。證實了使用氧化鋅摻雜氧化銦(ZIO)當披覆層，有效提升了其熱穩定性，搭配銀反射電極成為高反射率歐姆接觸電極，提升了發光二極體效能。本研究採用化學分析電子儀來探討其歐姆接觸的機制。

關鍵字

氧化鋅摻雜氧化銦 ； 射頻反應式磁控濺鍍法 ； 銀反射電極 ； 氮化鎵 ； 發光二極體

並列摘要

Ag and Ag/ZIO schemes for the formation of low resistance and highly reflective ohmic contacts to p-GaN for flip-chip light emitting diodes were investigated.The Ag contacts show good ohmic characteristics with contact resistivity of 5×10-3 Ωcm2 when annealed at 300 ℃ for 10 min in vacuum. LEDs fabricated using the Ag contacts layers give forwardbias voltages of 3.55V at 20 mA.The Ag/ZIO contacts show better ohmic characteristics with contact resistivity of 1.74×10-4 Ωcm2 when annealed at 500 ℃ for 10 min in vacuum. LEDs fabricated using the Ag/ZIO contacts layers give forwardbias voltages of 3.15 V at 20 mA.A light output power and an Power efficiency of the LED with Ag/ZIO contact of 7.86 mW and 12.44 %, resoectuvely, are measured at a forward current of 20 mA at room temperature. It is clearly shown that a transparent contact overlayer is necessary to make high-quality ohmic contacts to p-type GaN for thermally stable flip-chip LEDs using Ag reflectors.Based on electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA), possible ohmic formation mechanisms are discussed.

並列關鍵字

Zinc oxide doped indium oxide(ZIO) ； RF reactive magnetron sputtering ； Ag reflector ； GaN ； LED

參考文獻

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