氮化銦鎵藍紫光發光二極體的載子傳輸行為之研究

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劉嘉紋(Chia-Wen Liu) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

氮化銦鎵藍紫光發光二極體的載子傳輸行為之研究
(Carrier Transport Behavior in InGaN-based UV-blue Two-Color LEDs)

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摘要(中)

摘要
在白光發光二極體的製作上，使用紫外光激發紅、藍、綠三色螢光粉可得到演色性及轉換效率均較佳的白光，然而受限於氮化銦鎵晶粒的發光效率與螢光粉的轉換效率，目前白光二極體發光效率只有 50 lm/W，仍不足以全面替代室內照明。為了要提升低銦含量紫外光二極體之內部量子效率，以達到高發光亮度的白光二極體，瞭解載子在量子井間的傳輸行為是必須的，因此本論文在發光二極體的活性區內設計了各五層的紫外光與藍光量子井。
在電激發光實驗中，結構主導發光行為導致 blue-UV LED的電激發光譜圖上只存在藍光訊號，與 UV-blue LED 同時存在藍、紫光訊號的行為不同。另一方面，在 UV-blue LED中的外部量子效率隨電流上升而增加，在電流密度為 130 A/cm2 時達到最高，之後電流繼續增加，效率則下降; 和在blue-UV LED 中的情形相反，因為在低電流注入時，部分的電洞會先在紫外光量子井復合，隨著注入的電流增加，因為熱以及不佳的電洞侷限能力，跑到藍光量子井的電洞數增加，所以，在高電流注入下，藍光主導整個 UV-blue LED 的發光強度。此外，改變間隔層厚度與材料會對電洞傳輸至藍光活性區造成衝擊，因而降低藍光的發光效率，同時亦以載子傳輸模型與時間解析電激發來說明在實驗中所觀察到的發光行為。

關鍵字(中)

★ 發光二極體
★ 氮化銦鎵

關鍵字(英)

★ LED
★ InGaN

論文目次

目錄
第一章序論 1
1.1 前言………………………………………………1
1.2 發展現況…………………………………………2
1.3 研究動機…………………………………………3
第二章量測儀器原理介紹 6
2.1 光學量測系統配置………………………………6
2.1.1 光激光譜量測…………………………………6
2.1.2 時間解析光譜量測……………………………9
2.2 半導體發光原理……………………………11
2.2.1 光激光原理…………………………11
2.2.2 時間解析光激光原理………………12
第三章藍紫光發光二極體的特性分析 14
3.1 簡介………………………………………………14
3.2 元件結構設計……………………………………14
3.3 光激光譜量測分析………………………………16
3.4 電特性量測分析……………………………20
3.5 熱效應對載子傳輸行為之影響…………………29
3.6 載子傳輸模型建立………………………………30
第四章間隔層材料對藍紫光 LED 發光行為之影響 32
4.1 簡介……………………………………………………32
4.2 元件結構設計…………………………………………33
4.3 電特性量測分析………………………………………34
4.4 溫度調變之電激發光量測分析………………………36
4.5 時間解析電激發光量測分析…………………………38
第五章結論 42
參考文獻 44

參考文獻

參考文獻
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指導教授

綦振瀛(Jen-Inn Chyi)

審核日期

2005-7-15

推文