學術研究
畢業論文
具備簡單垂直共振腔的紫外光發光二極體
姓名 : 宋俊毅
指導教授
賴昆佑
論文摘要
共振腔發光二極體(Resonant Cavity Light emitting Diodes, RCLED)是一種介於面射型雷射(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL)與發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)之間的特別元件。相較於LED,RCLED有更好的方向性、光譜純度和溫度可靠性,也有更高的光萃取效率和調制帶寬。
為了形成共振腔,在 RCLED 的上、下介面,通常需要高反射率的分散式布拉格反射 (distributed Bragg reflector, DBR) 結構,才能在元件表面發出半高寬極窄(< 10 nm)的光訊號。目前與 RCLED 相關的文獻,多為可見光範圍的研究結果,紫外光 RCLED 由於磊晶、製成難度較高,相關文獻較少,電激發的紫外光 RCLED 就更少了。
本研究利用簡單的磊晶、製程步驟,在藍寶石基板上成長氮化鋁鎵 (AlGaN) 量子井,並利用空氣分別與氮化鎵(GaN)、藍寶石形成的介面,作為元件的共振腔,最後在磊晶片表面得到波長 340 nm 的RCLED。雖然操作電壓高達70 V,且光譜也出現明顯的缺陷光,但此種新式的 RCLED 結構,可大幅簡化磊晶、製程步驟,有潛力提升深紫外光LED的發光效率。