學位論文
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Item 具氧化鋅奈米柱之發光二極體製作(2010) 童建凱; Chien-Kai Tung發光二極體被視為未來主要的照明光源，高功率發光二極體於技術上屢有突破，但現階段發光效率的不足，使發光二極體無法取代傳統光源作為照明燈源的主流，故發光二極體發光效率的提升，是目前技術發展的重點之一。過去的研究指出，將奈米線應用於發光二極體的結構製作，能有效提升其發光強度；而在各式成長奈米線的方法中，水熱法製備之奈米線具有高品質順向成長與製程簡易的優點，故本論文將採用此法成長氧化鋅奈米線，並以射頻濺鍍法沉積N型氧化鋅鋁薄膜，P型材料則選用氧化鋅與氮化鎵薄膜結構，藉以製備其氧化鋅奈米線之發光二極體，並進行其發光特性之研究。 在奈米線的部份，藉由水熱法成功製備氧化鋅奈米線，氧化鋅奈米線摻雜鋁部分，鑑於製程步驟與參數和文獻有所不同，故摻雜效果不彰，需以更多的參數進行測試。熱處理氧化鋅奈米線方面，可發現因缺陷產生的綠光波段強度明顯降低，並且對於降低阻值與能障有很大幫助。 P型氧化鋅部份，使用摻雜P2O5氧化鋅靶材，在具有氧化鋅緩衝層之藍寶石基板上，加熱至700 C，藉由氬/氧流量比例為1:3，沉積氧化鋅磷薄膜，並在氧氣的氣氛下冷卻。隨後氧化鋅磷薄膜經由RTA處理，有可能製備出P型氧化鋅薄膜。目前在RTA持溫溫度900 C，持溫5分鐘之處理下，已製備出局部P型氧化鋅薄膜，其載子濃度為8.7921018 cm-3，移動率為0.793 cm2 / V-s，電阻率為0.8953 -cm。實驗的結果推測可能是試片電性轉換不完全所致。未來將考慮以共濺鍍或熱擴散的方式，繼續P型氧化鋅薄膜之試驗。 發光二極體部份，目前已於P型氮化鎵(鎂摻雜，載子濃度約為1017 cm-3)薄膜上，成功製備氧化鋅奈米線/N型氧化鋅鋁薄膜結構，並完成發光二極體之晶粒製作，其尺寸為300 m 300 m。在約大於15 V的操作電壓下，以長工作距離顯微鏡可觀察到，發光二極體晶粒的部份區域放射出藍光，且發光強度隨著電壓增加而變大。但初期製作之串聯電阻極高，且電流分布不均，在改善電極形狀後，可以有效增加電流分布的範圍，並且經過製程順序的調整，能有效改善因快速熱退火處理對鋁電極產生的不良影響，讓發光區域增加。未來將以快速熱退火進行後處理，並檢測其電極是否形成歐姆接觸，以期提升性能，進而檢測其發光頻譜等特性。