以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：3

、訪客IP：3.12.41.106

姓名	吳承翰(Cheng-Han Wu)  查詢紙本館藏	畢業系所	照明與顯示科技研究所
論文名稱	成長於氧化鋅緩衝層之自發性P型氮化鎵 (Spontaneous p-type GaN grown on a ZnO buffer layer)
相關論文	★ 影像式外差干涉術之建立 ★ 陶瓷基板上的高壓薄膜氮化鎵發光二極體之設計、製作與分析 ★ 光譜解析單像素重建顯微術於雙光子激發螢光與拉曼造影之研究 ★ 液晶/單體中光聚合效應的圖案轉換觀察和由Z-scan方法鑑定非線性光學現象 ★ 矽基板上的氮化鎵異質磊晶術 ★ 矽基板上的氮化物太陽能電池 ★ 矽摻雜氮化鎵之光伏特性：中間能帶太陽能電池的潛力評估 ★ 以氧化鋅薄膜輔助成長於矽基板上的氮化鎵磊晶層 ★ 氮化物光伏元件之製程優化及硒化鎘量子點的應用 ★ 含漸變銦含量主動層的氮化銦鎵太陽能電池 ★ 矽基板上的氮化鎵磊晶術:以氧化鎵為緩衝 ★ 具穿隧結構之反向極化電場氮化銦鎵發光二極體 ★ 強度敏感式影像橢圓儀及應用 ★ 成長於同調性基板的氮化鎵及氮化鋁磊晶層 ★ 以奈米異質磊晶術在矽基板上成長的半極性氮化銦鎵量子井 ★ 以漸變銦含量的主動層增加氮化銦鎵光伏元件的載子收集率
檔案	[Endnote RIS 格式]    [Bibtex 格式]    [相關文章]   [文章引用]   [完整記錄]   [館藏目錄]   [檢視]  [下載] 本電子論文使用權限為同意立即開放。 已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。 請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。
摘要(中)	成長於氧化鋅緩衝層的氮化鎵，會因鋅離子的擴散，自發性地成為p型半導體。此自發性的p型氮化鎵，有助於形成p-side-down的發光二極體。由於內建電場反向的關係，p-side-down的發光二極體在理論上有更低的驅動電壓、更高的內部量子效率。然而，在磊晶的過程中，鎂離子(氮化物最常見的p型摻雜)極易殘留在反應爐內，造成n型氮化物的汙染問題。因此，目前的氮化物磊晶技術難以實現p-side-down的元件結構。 在本研究中，我們利用光致激發光譜與電容-電壓曲線圖，確認成長於氧化鋅緩衝層的氮化鎵為自發性的p型半導體，並比較薄膜式及奈米陣列式的緩衝層效果，同時也探討退火溫度與時間所造成的差異。為了評估氮化鎵表面下的電洞濃度，我們將氮化鎵磊晶層製成蕭特基二極體，並且利用電容-電壓的量測結果，換算出電洞濃度在磊晶層中的縱深分佈。量測結果顯示:850 ºC以上的退火溫度能使鋅離子(與電洞)往磊晶層表面擴散。此外，我們也以二次離子質譜儀分析不同退火條件下的鋅離子縱深分佈，質譜儀顯示的離子縱深分佈與電容-電壓曲線所推算的結果一致。這些成果為p-side-down發光二極體提供一個新的研究方向。
摘要(英)	The spontaneous p-type GaN grown on a ZnO buffer holds great promise for the realization of p-side-down light emitting diodes (LEDs), which are not achievable with convention growth techniques because of the memory effect of Mg ions (the most commonly used acceptor for p-type III-nitrides). In light of the reverse junction field, LEDs with the p-side-down structure can in principle exhibit higher internal quantum efficiencies and lower turn-on voltages, compared to their p-side-up counterparts. In this study, the p-type behavior of the GaN/ZnO structure is confirmed with photoluminescence (PL) spectroscopy and capacitance-voltage (C-V) measurements. The effects of buffer geometry (ZnO film vs. ZnO nanorods) and annealing conditions on p-type doping are also investigated. In order to evaluate the hole concentrations buried under the surface, we fabricated GaN Schottky contacts, through which the depth profiles of hole concentration can be estimated using the C-V results. It is found that the annealing temperature above 850 °C increases the diffusion of Zn acceptors toward the epitaxial surface. The depth profiles of hole concentration are compared with those of Zn ions obtained with secondary ion mass spectroscopy (SIMS). Consistent results of these two characterization techniques are obtained. These studies open a new pathway for the research on p-side-down LEDs.
關鍵字(中)	★ 自發性P型氮化鎵 ★ 矽基板 ★ 氧化鋅奈米柱 ★ 電容電壓量測	關鍵字(英)	★ Spontaneous p-type GaN ★ Si substrate ★ ZnO nanorods ★ capacitance and voltage measurement
論文目次	目錄 中 文 摘 要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 IX 中英文名詞縮寫對照表 X 第一章、 緒論 1 1.1前言 1 1.2氮化物材料結構與特性 5 1.2.1氮化物晶體結構 5 1.2.2氮化物極化效應 6 1.3 P-SIDE-DOWN LEDS 的優勢與挑戰 9 1.4研究動機與章節架構 12 第二章、實驗原理、製程與儀器 13 2.1金屬半導體接面 13 2.2電壓電容量測法與雜質縱深圖原理 16 2.3鋅離子擴散特性與分析....... ...18 2.4實驗儀器介紹....... ...21 2.5試片結構及元件製作流程....... ...23 第三章、分析與討論 25 3.1 TEM極化方向分析 25 3.2氮化鎵光致激發光譜(PL)量測分析 27 3.3鋅離子擴散於氮化鎵分析 30 3.4 CV量測分析 33 3.5雜質縱深圖分析 39 3.6 P-SIDE-DOWN 與 P-SIDE-UP 模擬分析 42 第四章、結論與未來發展 46 4.1結論 46 4.2未來發展 47 參考文獻 48
參考文獻	[1] 網路資料︰發光二極體發展歷史與半導體概念，取自www.wunan.com.tw/www2/download/preview/5D91.PDF。 [2] 網路資料︰維基百科，發光二極體。2015年5月3日，取自 https://zh.wikipedia.org/wiki/ [3] 網路資料︰鼎居設計工程，省電燈泡與傳統燈泡及LEDs之比較，2012年3月15號，取自http://dingju.pixnet.net/blog/ [4] 網路資料︰Colorillo，Back on an LED Wall，2010年10月14日，取自http://colorillo.com/blog/2010/10/back-on-an-led-wall/ [5] H. J. Round, “A note on carborundum” Electrical world., vol. 49, pp.309-310, 1907. [6] G. Destriau, ”Recherches sur les scintillations des sulfures de zinc aux rayons” Journal de Chemie Physique., Vol. 33, pp.587–625, 1936. [7] H. Welker, “Über neue halbleitende Verbindungen” Z. f. Naturforschung., 7a, S.744–749, 1952. [8] E. Weißhaar, H. Welker, “Magnetische Sperrschichten in Germanium” Z. f. Naturforschung., 8a, S.681–686, 1953. [9] N. Holonyak, S. F. Bevacqua, “Coherent (visible) light emission form Ga(As1-xPx) junctions” Appl. Phys. Lett., vol. 1, pp.82-83 , 1962. [10] C. J. Nuese, et al. “Optimization of Electroluminescent Efficiencies for Vapor‐Grown GaAs1 − x  P  x Diodes” J. Electrochem., Soc. 116, pp.248-253, 1969. [11] H. Amano, et al. “Metalorganic vapor phase epitaxial growth of a high quality GaN film using an AlN buffer layer” Appl. Phys. Lett., vol. 48, pp.353 , 1986. [12] Hiroshi Amano, et al. “P-Type Conduction in Mg-Doped GaN Treated with Low-Energy Electron Beam Irradiation (LEEBI)” Jpn. J. Appl. Phys., 28, L2112, 1989. [13] S. Nakamura, et al, “Thermal annealing effects on p-type Mg-doped GaN films,” Jpn. J. Appl. Phys., vol. 31, pp.139-142, 1992. [14] Shuji Nakamura, et al, “InGaN-Based Multi-Quantum-Well-Structure Laser Diodes” Jpn. J. Appl. Phys., 35, L74, 1996. [15] 網路資料︰蘇州新天遠節能環保科技有限公司，照明發展史，2003年，取自http://www.szemc.net/ [16] 網路資料︰MoneyDJ理財網，LED藍寶石基板，取自http://www.moneydj.com/KMDJ/Wiki/WikiHome.aspx [17] 網路資料︰ 郭子菱，矽基LED量產在即，藍寶石基板價格戰醞釀開打，2012年9月6號，取自http://blog.xuite.net/frankfang86/twblog [18] 網路資料︰廖宸梓、胡智威和宣融，大尺寸磊晶技術突破，GaN-on-Si基板破裂問題有解，2013年6月，取自http://www.mem.com.tw/ [19] T. Takayama, et al, “Theoretical predictions of unstable two-phase regions in wurtzite group-III-nitride-based ternary and quaternary material systems using modified valence force field model” J. Appl. Phys., vol. 90, pp. 2358–2369, 2001. [20] H.M. Otte, A.G. Crocker. “Crystallographic Formulae for Hexagonal Lattices” physica status solidi (b)., Vol 9, I 2, pp. 441–450, 1965 [21] 網路資料︰互動百科，纖維鋅礦結構，2012年12月11號，取自 http://www.baike.com/wiki/ [22] H. Masui, "Nonpolar and Semipolar III-Nitride Light-Emitting Diodes: Achievements and Challenges", IEEE Trans. Elec. Dev., 57, 88, 2010. [23] S. Chichibu, et al, “Spontaneous emission of localized excitons in InGaN single and multiquantum well structures” Appl. Phys. Lett., 69, 4188, 1996. [24] T. Takeuchi, et al, “Quantum-confined Stark effect due to piezoelectric fields in GaInN strained quantum wells” Jpn. J. Appl. Phys., 36, L382, 1997. [25] K. Domen, et al, “Analysis of polarization anisotropy along the c axis in the photoluminescence of wurtzite GaN” Appl. Phys. Lett., 71, 1996, 1997. [26] H. Masui, et al, “Geometrical characteristics and surface polarity of inclined crystallographic planes of the wurtzite and zincblende structures” J. Electron. Mater., vol. 68, pp. 756–760, 2009. [27] S. F. Chichibu, et al, “Origin of defect-insensitive emission probability in In-containing (Al, In, Ga)N alloy semiconductors” Nat. Mater., 5, 810–816, 2006. [28] O. Ambacher et al, ” Two-dimensional electron gases induced by spontaneous and piezoelectric polarization charges in N- and Ga-face AlGaN/GaN heterostructures” J. Appl. Phys., 85, 3222 , 1999. [29] 網路資料︰金屬材料專業知識服務系統，Ⅲ族氮化物半導體材料的晶體结構—纖維鋅礦結構，2013年10月15號，取自http://baike.satipm.com/ [30] P. Bhattacharya, “Semiconductor Optoelectronic Devices 2nd ed”, New Jersey: Prentice Hall, p.23, 1997. [31]蔡妙禪，「氮化銦鎵藍光發光二極體極化效應之研究」，國立彰化師範大學光電科技，碩士論文，民國97年。 [32] D. A. B. Miller, et al, “Band-Edge Electroabsorption in Quantum Well Structures: The Quantum-Confined Stark Effect” Phys. Rev. Lett., 53, 2173, 1984. [33] M. L. Reed, et al, “n-InGaN/p-GaN single heterostructure light emitting diode with p-side down” Appl. Phys. Lett., 93, 133505, 2008. [34] Zhiqiang Li, et al, “Improvement of Performance in p-Side Down InGaN/GaN Light-Emitting Diodes with Graded Electron Blocking Layer” Jpn. J. Appl. Phys., 50, 080212, 2011. [35]網路資料:Compound Semiconductor Taiwan，反置磊晶提高LED發光效率，2012年2月，取自www.compoundsemiconductortaiwan.net/pdfurl.asp?id=98 [36]徐瑞偉，「以奈米異質磊晶術在矽基板上成長的半極性氮化銦鎵量子井」，國立中央大學，碩士論文，民國103年。 [37]何靖堯，「表面處理對N 型氮化鎵蕭特基二極體特性影響之研究」，逢甲大學，碩士論文，民國94年。 [38] S. M. Sze, “Semiconductor Devices: physics and Technology” New York: Wiley., 1985. [39]網路資料:孫允武，特殊二極體，取自140.120.11.150/~ael/lecturenote/3_6.pdf [40] J. I. Pankove, J. E. Berkeyheiser and E. A. Miller, ” Properties of Zn‐doped GaN. I. Photoluminescence” J. Appl. Phys., 45, 1280, 1974. [41] G. Bösker, et al, ” Use of zinc diffusion into GaAs for determining properties of gallium interstitials“ Phys. Rev., B 52, 11927, 1995. [42] LL Chang, “The junction depth of concentration-dependent diffusion. Zinc in III–V compounds” Solid-State Electronics., Vol 7, I12, pp. 853–859, 1964. [43] Venkataramanan Mahalingam, et al, “Optical and structural characterization of blue-emitting Mg2+- and Zn2+-doped GaN nanoparticles” J. Mater. Chem., 19, 3889-3894, 2009. [44] 網路資料:維基百科，有機金屬化學氣相沉積法，2015年5月9號，取自 https://zh.wikipedia.org/wiki/ [45] 網路資料:TestWorld，Keysight (Agilent/HP) 4284A Precision LCR Meter, 20 Hz to 1 MHz，取自https://testworld.com/ [46] 網路資料:EAG，FIB(聚焦離子束)，2015年，取自http://www.eaglabs.com.tw/fib.html [47] 網路資料:林智仁和羅聖全，場發射穿透式電子顯微鏡簡介，2003年9月，取自http://www.materialsnet.com.tw [48] Fude Liu, et al, “The mechanism for polarity inversion of GaN via a thin AlN layer: Direct experimental evidence” Appl. Phys. Lett., 91, 203115, 2007. [49]洪暄惠，「藍紫光氮化銦鎵發光二極體與雷射二極體之模擬與分析」，國立彰化師範大學光電科技，碩士論文，民國97年。 [50] 網路資料:陳玉鴻，光激發螢光(Photo-Luminescence,PL)的用途、原理及量測技術，2014年10月9號，取自www.ccut.edu.tw/teachers/wentse/downloads/1031009-1.pdf [51] 網路資料:謝嘉民等編著，光激發螢光量測的原理、架構及應用，取自www2.ndl.narl.org.tw/cht/ndlcomm/P12_2/6.pdf [52]網路資料: 設計原理及架構，取自http://www.tnu.edu.tw/ [53] 網路資料:半導體科技，[技術專文] SIMS(二次離子質譜)在化合物半導體材料分析中的應用，2006年9月，取自 http://ssttpro.acesuppliers.com/ [54] 網路資料: http://mse.nthu.edu.tw/~jch/surface/report/873458/figure/1.html#SIMS之原理 [55] Kei May Lau, et al, “Performance improvement of GaN-based light-emitting diodes grown on patterned Si substrate transferred to copper” Optics Express., vol 19, i104, pp. A956-A961, 2011. [56] Y. Ohba, A. Hatano, ” A study on strong memory effects for Mg doping in GaN metalorganic chemical vapor deposition” Journal of Crystal Growth., 145, 214-218, 1994.
指導教授	賴昆佑(Kun-Yu Lai)	審核日期	2015-8-26
推文	facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu
網路書籤	Google bookmarks   del.icio.us   hemidemi   myshare