選擇性氧化複晶矽鍺形成鍺量子點的光特性與光二極體研製

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姓名

蘇佩徵(Pei-Cheng Su) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

選擇性氧化複晶矽鍺形成鍺量子點的光特性與光二極體研製
(Optical Properties of Ge Dots Formed by Oxidation of Poly-SiGe and Photodiode)

相關論文

★ 高效能矽鍺互補型電晶體之研製	★ 高速低功率P型矽鍺金氧半電晶體之研究
★ 應變型矽鍺通道金氧半電晶體之研製	★ 金屬矽化物薄膜與矽/矽鍺界面反應之研究
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★ 選擇性氧化複晶矽鍺形成鍺量子點及其在金氧半浮點電容之應用	★ 鍺量子點共振穿隧二極體與電晶體之關鍵製程模組開發與元件特性
★ 自對準矽奈米線金氧半場效電晶體之研製	★ 鍺浮點記憶體之研製
★ 利用選擇性氧化單晶矽鍺形成鍺量子點之物性及電性分析	★ 具有自我對準電極鍺量子點單電洞電晶體之製作與物理特性研究
★ 具有自我對準下閘電極鍺量子點單電洞電晶體之研製	★ 有機非揮發性記憶體之量測與分析

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摘要(中)

本論文之研究重點，在於發展鍺量子點應用於光電元件的研製。長久以來，矽元件技術應用集中在電性元件，而化合物半導體主宰了整個光電元件及高頻元件的領域。故本論文之重點放在可相容於目前矽元件製作技術以及提高製程的穩定性與再現性，並且降低製程成本的鍺量子點光二極體。
在本篇論文中，藉由”矽鍺選擇性氧化法”形成鍺量子點，並且實際製作出光二極體。實驗中，在室溫下量測PL可得ㄧ放射光譜在3eV，是屬於紫光的範圍；而控制鍺量子點的大小便可以使放射光譜的能量有所改變，不再像化合物半導體需要變換材料或其莫耳分量才能達到此目的。

關鍵字(中)

★ 鍺量子點
★ 光二極體

關鍵字(英)

★ photodiode
★ Ge dot

論文目次

表目錄………………………………………………………………………Ⅰ
圖目錄………………………………………………………………………Ⅱ
序章論文結構介紹………………………………………………………Ⅵ
第一章介紹………………………………………………………………1
1-1研究動機………………………………………………………………1
1-2 研究目的……………………………………………………………2
1-3矽基(Si-based)在光二極體的發展沿革………………………………3
第二章文獻探討…………………………………………………10
2-1 前言………………………………………………………………10
2-2光二極體工作原理………………………………………………10
2-3應用Ⅳ族半導體材料在奈米光電元件上………………………12
2-3-1 矽鍺/矽超晶格量子井光偵測器……………………………13
2-3-2 奈米尺寸之量子效應………………………………………14
2-3-2-1 量子侷限效應……………………………………………14
2-3-2-2 能帶結構的改變…………………………………………14
2-3-3 矽量子點與鍺量子點的比較…………………………………15
2-4 鍺量子點的研製………………………………………………………16
2-4-1鍺量子點光二極體…………………………………………16
2-4-2鍺量子點之相關備製方法…………………………………17
第三章鍺量子點之實驗設計與分析……………………………………26
3-1 前言………………………………………………………………26
3-2 藉由LPCVD沈積複晶矽鍺成長制………………………………26
3-2-1 SiH4與GeH4的化學作用……………………………………26
3-2-2 影響複晶矽鍺沈積因素……………………………………27
3-3 利用LPCVD研製鍺量子點……………………………………27
3-3-1 矽/鍺選擇性氧化……………………………………………27
3-4 氧化單晶矽鍺析出鍺量子點的量測結果……………………28
3-5 氧化複晶矽鍺析出鍺量子點的特性分析……………………29
3-5-1 SEM結果………………………………………………………29
3-5-2 PL量測分析……………………………………………………30
3-5-3 I-V特性………………………………………………………32
第四章光二極體設計分析………………………………………………55
4-1 前言………………………………………………………………55
4-2 鍺量子點光二極體設計…………………………………………55
4-3 鍺量子點光二極體製程步驟……………………………………57
4-4 結果與討論………………………………………………………58
第五章總結與未來展望…………………………………………………73
參考文獻資料………………………………………………………………74

參考文獻

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指導教授

李佩雯(Pei-Wen Li)

審核日期

2005-7-15

推文