學術研究

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畢業論文
應用於紫外光二極體的氮化物二維電洞氣 姓名 : 李孟泓

指導教授
賴昆佑


論文摘要
深紫外發光二極體(波長≤290 nm)在目前的設計中通常選用P型結構來提高導電性。然而,P型結構中鎂離子的摻雜會形成中間能階(位於價電帶邊界上方約 150~220 meV ),此能階會吸收量子井中載子複合後所產生的紫外光,降低元件的發光效率。因此,我們致力於開發一種以未摻雜的GaN和高品質的AlN結構形成的二維電洞氣(2-dimensional hole gas, 2DHG)來實現高導電、高穿透的性能。利用二維電洞氣,我們能解決使用P型結構中摻雜鎂離子所引起的吸光問題。同時,由於二維電洞氣之磊晶層的厚度相對傳統P型結構更薄,更能減緩P型磊晶層的吸光問題,達成高紫外光穿透的目標。 在本研究中,我們利用一維 drift-diffusion charge control solver (1D DDCC) 軟體進行能帶模擬。從模擬結果中觀察到,在15 nm的GaN磊晶覆蓋層厚度下,AlGaN量子井表面的電洞濃度可達最大值9.7×1020 cm-3。本研究使用有機金屬化學氣相沉積法成長GaN/AlN磊晶層,希望得到高品質的二維電洞氣。我們以兩吋c-plane藍寶石為基板,先成長一層AlN,再成長GaN。透過磊晶時間來調整GaN磊晶層的厚度,並分析不同厚度的GaN對於磊晶品質和元件電性的影響。未來,我們將持續優化二維電洞氣的磊晶條件,以提高磊晶品質,並將其應用於DUV LED結構,以提升發光效率。



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