氮化鎵系列發光二極體特性改善之研究

Investigation on the improvement of GaN based LEDs

曹家銘(Jia-Ming Cao)

指導教授 ： 林俊良

崑山科技大學/工程學院/光電工程研究所/碩士(2010年)

https://doi.org/10.6828/KSU.2010.00049

摘要

LED以GaN材料為主，一般使用InGaN製作量子井來增加電子電洞對的複合率提升LED的效率，可是InGaN材料會使得晶格品質下降造成內部量子效率下降，所以我們試著使用gradient-stage 結構來改善我們主動層的晶格品質。
c-plane GaN系列LED會產生內建電場的情形，稱為量子侷限史坦克效應（Quantum Confine Stark Effect，QCSE），會影響減弱元件的發光效應。而a-plane為非極性面，可有效消除史坦克效應。另外P-GaN的活化也是一個很重要的課題，P-GaN活化可得到更高的電洞濃度（Hole Concentration），使得LED的發光效率得以提升。本論文以熱退火（Thermal annealing）方式來活化a-plane P極的GaN 。N2與O2做為活化所使用之氣體。

關鍵字

發光二極體 ； 氮化鎵 ； 非極性 ； 熱退火 ； 快速退火爐

並列摘要

InGaN multiquantum well (MQW) generally was increased electron-hole pair injected into active region. InGaN is causing the crystalline quality and to decrease the internal quantum efficiency, so uses the gradient-stage construction to improve the crystalline quality.
A internal electric field perpendicular in c-plane GaN-based led is Quantum Confine Stark Effect. it would result in lower light intensity.
A-plane is nonpolar and will removed the Quantum Confine Stark Effect.
And p-GaN is a important study. Activated the p-GaN to get high hole concentration, led’s light intensity would be better.In this thesis, we use thermal annealing to activate a-plane p-GaN. N2 and O2 is ambiance gas

並列關鍵字

LED ； GaN ； nonpolar ； annealing ； RTA

參考文獻

[1] S. Nakamura, T. Mukai and M. Senoh, “Thermal Annealing Effects on P-Type Mg-Doped GaN Films”, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2, 31, 1991, L139-142.

[2] S. Nakamura, M. Senoh and T. Mukai, “Highly P-Typed Mg-Doped GaN Films Grown with GaN Buffer Layers”, Jpn. J. Appl. Phys., 30, 1991, L1708-1711.

[3] 王安邦，“InGaN/GaN超晶格電流分散層之InGaN/GaN多重量子

[5] P. Waltereit, O. Brandt, A. Trampert, H. T. Grahn, J. Menniger, M. Ramsteiner, M. Reiche, K. H. Ploog, “Nitride semiconductors free ofelectrostatic fields for efficient white light-emitting diodes”, Nature, VOL 406, 24 AUGUST 2000, 865-867.

[6] S. P. DenBaar, B. Y. Maa, P. D. Dapkus and H. C. Lee, “Homogeneous and heterogeneous thermal decomposition rates of trimethylgallium and arsine and their relevance to the growth of GaAs by MOCVD”, J. Cryst. Growth, Vol. 77, 1986, 188-193.