電流分布對GaN-LED內部量子效率影響之研究

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周本哿(Pen-ko Chou) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

電流分布對GaN-LED內部量子效率影響之研究
(Influence of Current Spreading on Internal Quantum Efficiency in GaN-LED)

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摘要(中)

Thin-GaN LED 為一種具前瞻性的結構，其製程需經過雷射剝離 ( laser lift-off ) 以及晶圓鍵合 ( wafer bonding ) 的步驟。相較於傳統式LED，擁有較佳的電流分布以及散熱能力，使 thin-GaN LED 結構成為高功率 LED 應用在生活照明設備的關鍵。在高電流注入之下，電流密度在 thin-GaN LED 內的分布將成為影響發光效率 ( 內部量子效率 ) 的重要因素。
傳統式 LED 的電流分布特性已經在許多文獻中被探討，電流密度隨著距離從電流注入點的增加呈現指數遞減。Thin-GaN LED 的電流分布特性至今仍未深入探討。在此研究中將會由 thin-GaN LED 電流分布特性的討論，得到電流分布長度，並利用電流分布長度計算出內部量子效率。

摘要(英)

A promising thin-GaN light emitting diodes (LEDs) structure, different from conventional GaN-based LED, have been developed by laser lift-off (LLO) and wafer bonding processes, also have better current spreading and thermal dispersion abilities. The key application of thin-GaN LED structure is used for high-power general lighting. Under high current in-put, the current density distribution will become a significant factor to affect lighting performance (internal quantum efficiency) of thin-GaN LED chip.
The characteristics of the current spreading in the conventional wire bonded LED structure have been well studied. An exponential decrease in the current density with increasing distance away from the mesa edge was observed. Yet, for thin-GaN LED, the current spreading characteristics have not been addressed properly. In this study, we will present the current spreading characteristics of thin-GaN LED, and calculate the internal quantum efficiency (IQE) by using current spreading length.

關鍵字(中)

★ 電流密度
★ 電流分布長度
★ 內部量子效率
★ 氮化鎵
★ 發光二極體

關鍵字(英)

★ GaN
★ IQE
★ LED
★ internal quantum efficiency
★ current spreading length
★ current density

論文目次

目錄
中文摘要i
英文摘要ii
致謝iii
目錄 iv
圖目錄vi
第一章序論 1
第二章文獻回顧 2
2-1 LED 發光原理 2
2-2 LED 效率 3
2-2-1 內部量子效率 ( Internal quantum efficiency ) 3
2-2-2 光萃取效率 ( Light extraction efficienc) 6
2-2-3 外部量子效率 ( External quantum efficiency ) 7
2-3 電流分布 8
2-3-1 電流分布長度 ( Current spreading length ) 11
2-3-2 thin-GaN LED的電流分布長度 13
第三章研究方法與步驟 14
3-1 試片製備 14
3-1-1晶圓 ( wafer ) 之清洗 14
3-1-2 晶片 ( chip ) 之製作 14
3-2 實驗分析儀器 18
3-2-1積分球 18
3-2-2電荷偶合原件影像感測器 ( CCD ) 18
3-2-3激發光光譜分析 ( PL ) 18
3-3 數據量測 19
第四章結果與討論 20
4.1 電流注入晶片不同位置之發光能量 20
4-1-1 積分球量測結果 20
4-1-2 注入相同電流造成不同發光能量之探討 21
4-2 內部量子效率與電流密度之關係 23
4-2-1 發光能量密度分布圖 23
4-2-2 最大發光能量密度 (Max. light power density) 29
4-2-3 電流分布長度 ( Ls ) 之計算 30
4-2-4 經由發光能量密度所計算出的電流分布長度與理論值
之討論 31
4-2-5 內部量子效率與發光能量密度之關係 33
4-2-6 電流密度分布之計算 38
4-2-7 內部量子效率與電流密度分布之關係 40
4-3 電流注入不同晶片位置之效率 42
4-3-1 電流注入不同晶片位置之內部量子效率( IQE ) 42
4-3-2 電流注入不同晶片位置之外部量子效率( EQE ) 44
4-3-3 電流注入不同晶片位置之光萃取效率( LEE ) 45
第五章結論 47
參考文獻 48

參考文獻

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指導教授

劉正毓(Cheng-yi Liu)

審核日期

2008-6-30

推文