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摘要
本文主要探討在氮化銦鎵多重量子井表面製作不同深度的奈微米尺度光柵,並在此光柵鍍上不同厚度的銀薄膜,藉由表面電漿效應來提高發光二極體的發光效率。由此不同結構下之光激發光,驗證奈微米尺度光柵的深度愈深,則發光強度愈強;且在不同深度的光柵上鍍銀薄膜後,得到當金屬薄膜愈靠近主動層,則其發光效率愈顯著提升。
Abstract
In order to improve the luminescence efficiency of LED with the surface Plasmon effect, we fabricated gratings with variable periods and depths onto the surface of the InGaN MQWs, and deposited the silver thin films of variable thickness on these gratings. Then we measured the photo- luminescence (PL) spectra of InGaN MQWs with surface micro-gratings coated with the silver thin films of variable thickness. We found that deeper depth of this grating, the PL enhancement was stronger. In addition, after the deposition of silver thin film on these gratings with variable depths, the luminescence efficiency enhancement was more apparent when the silver thin films were closer to InGaN MQWs.
前言
隨著時代的演變及現代科技的發達,半導體的發展更是一日千里,其中發光二極體(Light Emitting Diode; LED)的發明更明顯改變了人類的生活,如圖一所示,它具有體積小、壽命長、反應速度快、穩定性強、消耗功率低、無熱輻射及無水銀有毒物質污染等優點。而目前所使用的藍/綠光發光二極體,其發光材料皆以氮化物半導體為主,其中氮化物主要包含有氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)以及氮化鋁(AlN)等三種,其能隙值分別為 3.4eV、0.75eV、6.3eV。因為它們皆是直接能隙(direct bandgap)半導體,因此可利用能帶工程(bandgap engineering)的方法,在磊晶時將其能隙從 0.75eV 連續調變到 6.3eV,以利製作出涵蓋較寬範圍之發光波長及具有高量子效率之發光元件。不過在早期氮化鎵的二極體磊晶結構發展過程中,一直有 P 型氮化鎵摻雜的問題,後來日亞公司(Nichia)的研究員中村修二(S. Nakamura)使用有機金屬氣相沉積法(MOVPE),在 P 型氮化鎵中調配出鎂(Mg)的摻雜量,再經高溫活化後即可提高其 P 型氮化鎵的載子濃度(carrier concentration),此後氮化鎵發光材料即被廣泛使用[1-3]。
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2008年09月號
(單篇費用:參考材化所定價)