賴昆佑

近年來，深紫外（deep ultraviolet, DUV, 波長 ≤ 290 nm）LED 的外部量子效率很難突破20％，遠低於可見光 LED 的水準，主因在於：DUV LED 的 P 型磊晶層必須同時具備高穿透率、高導電性，這是傳統 DUV LED 的材料—氮化鋁鎵（AlGaN）所欠缺的優點。而氮化硼（BN）兼具高能帶、低電洞活化能的特性，能使 DUV 波段的光不被氮化硼吸收，亦能大幅提升電洞濃度，增加導電性，是 DUV LED 所需的理想 P 型材料。此外，氮化硼的能帶高達 6 eV，能夠有效阻擋電子離開量子井。氮化硼的電洞活化能僅 30 meV，能提供大量電洞進入量子井，提升電洞電子對在量子井的複合數量，增強 DUV LED 的發光效率，也能降低操作電壓，減少熱能生成，有助於提升元件的使用壽命。上述的優點，使氮化硼成為目前 DUV LED 非常熱門的 P 型材料。 為了成長高品質的氮化硼，本研究利用有機金屬化學氣相沉積法製備氮化硼，架構為在藍寶石基板磊晶一層 1.5 微米的氮化鋁，之後再成長氮化硼磊晶層，透過改變五三比、三族載氣流量提升氮化硼的磊晶品質，再對氮化硼進行摻雜形成 P 型氮化硼。初步成果顯示：P 型氮化硼的穿透率及導電性均遠優於 P 型Al0.3Ga0.7N，在 DUV LED 應用上有極大的潛力。