圖案化藍寶石基板對氮化銦鎵類發光二極體量子侷限化史塔克效應之影響

Abstract

本篇論文探討氮化銦鎵類發光二極體成長於間距逐漸縮小的奈米圖案化藍寶石基板上之效應。此奈米圖案化藍寶石基板上之週期性奈米金字塔微結構係採用電子束微影方式搭配濕式蝕刻形成。 運用圖案化藍寶石基板之技術提升氮化銦鎵類發光二極體之亮度已經廣泛被探討。微米圖案化藍寶石基板可增加氮化銦鎵類發光二極體之光萃取效率，而奈米圖案化藍寶石基板可抑制氮化銦鎵類發光二極體之缺陷產生。但截至目前為止，奈米圖案化基板可以減少氮化銦鎵類發光二極體內部之量子侷限化史塔克效應，始終無深入探討。有鑑於此，氮化銦鎵類發光二極體成長於間距逐漸縮小的奈米圖案化藍寶石基板上與氮化銦鎵類發光二極體內部之量子侷限化史塔克效應兩者之間的關係，將於本篇論文深入探討。 本篇論文之內文包含長晶與量測分析。氮化銦鎵類發光二極體成長於間距逐漸縮小的奈米圖案化藍寶石基板上以及氮化銦鎵類發光二極體成長於拋光藍寶石基板上均具備相同磊晶參數。光致激發螢光之強度與封值能量的位移用於決定材料內部的內建電場大小。拉曼量測將用於提供磊晶層內之應力大小之計算。除此之外，將磊晶片經由業界標準的封裝流程，制備大功率氮化銦鎵類發光二極體之晶粒。此大功率氮化銦鎵類發光二極體之晶粒將用於測定發光二極體之相對發光強度以及探討效率衰減問題。實驗的結果發現，運用間距逐漸縮小的奈米圖案化藍寶石基板，可增強氮化銦鎵類發光二極體之光致激發螢光以及電致激發螢光之發光強度，主要的原因來自於減少氮化銦鎵類發光二極體內部之量子侷限化史塔克效應。