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dc.contributor洪瑞華zh_TW
dc.contributorRay-Hua Horngen_US
dc.contributor涂永義zh_TW
dc.contributor.advisor武東星zh_TW
dc.contributor.author張閏zh_TW
dc.contributor.authorChang, Junen_US
dc.contributor.other中興大學zh_TW
dc.date2007zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:26:58Z-
dc.date.available2014-06-06T06:26:58Z-
dc.identifierU0005-1007200615525200zh_TW
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dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/4081-
dc.description.abstract中文摘要 發光二極體已經發展多年,一直有亮度的問題無法改善,因此運用上始終受到限制,氧化銦錫薄膜的運用是多種亮度提昇方法之一;氧化銦錫薄膜本身為非化學計量比特性,因此在製程過程與產品品質控制比較不容易,目前發光二極體廠以電子束蒸鍍方式,將氧化銦錫薄膜蒸鍍於磷化鋁銦鎵發光二極體上;實驗中發現不同光學薄膜厚度,因為干涉現象造成最低反射波長改變,必須根據磷化鋁銦鎵發光二極體的發光波段,設計適合膜厚獲得最佳亮度輸出。當沉積250 nm的氧化銦錫薄膜後,其反射率最低點約在 575 nm,因此可以有效改善磷化鋁銦鎵發光二極體出光波段在此附近的亮度,順向電壓也因氧化銦錫薄膜具有電流分佈的效果,大幅下降0.03~ 0.5 V;另外在快速升溫熱處理過程,造成氧化銦錫薄膜再結晶,因此反射波段在折射率及厚度改變下,出現波長紅移約5~10 nm左右;蒸鍍速率的改變,會影響氧化銦錫薄膜的晶粒尺寸,但是實際運用於磷化鋁銦鎵發光二極體時,在本論文的實驗中發現,其對順向電壓與亮度特性較無影響;氧流量實驗部分,不論是加入過多或過少的氧流量,皆會造成磷化鋁銦鎵發光二極體亮度出現偏暗情況,氧流量不足時蒸鍍原子偏向金屬化,出現灰黑的色澤造成穿透度下降至70%左右,實驗中在氧流量13 sccm時可獲得最大亮度為167.4 mcd,而氧流量的改變也影響氧化銦錫薄膜中電阻率,造成順向電壓飄移,當氧流量為5 sccm時,有最低的順向電壓為2.05 V。zh_TW
dc.description.abstractAbstract Although III-V light-emitting diodes(LEDs)have been developed for several years, there still exist some problems to be solved, such as the luminescence efficiency and the watt-per-dollar issue. The use of indium-tin oxide(ITO)thin films as the transparent current-spreading layer (TCL) has become an important approach to improve the external quantum efficiency. Currently, the electron-beam evaporation method is widely used in the ITO process line for AlGaInP LEDs because of its mass production capability. However, it is very difficult to precise control the ITO stoichiometric and film quality using an electron-beam evaporator. In this thesis, transmittance and specific resistance of the ITO films were investigated as functions of the oxygen flow and evaporation rates during the deposition process. It was found that a minimum reflectance at 575 nm of ITO can be achieved with an ITO thickness of 250 nm. A suitable thickness of ITO thin film will improve the luminescence efficiency decrease the forward voltages of AlGaInP LEDs from 0.03 to 0.5 V. After the rapid thermal annealing treatment, the lowest reflection wavelength of ITO showed a red shift of 5~10 nm due to the recrystallization effect. In our experimental range, the deposition rate was confirmed to change the grain size of the ITO thin film. However, there is no evident effect on the light output power and electrical properties of the ITO/AlGaInP LEDs. On the other hand, the oxygen partial pressure during the electron-beam evaporation process plays an important role in determining the LED performance. If the oxygen partial pressure is too low, the ITO film will degrade to a metallic property and shows a transmittance down to 70%. Finally, the ITO/AlGaInP LEDs show a maximum luminance and minimum forward voltage with an oxygen flow of 13 and 5 sccm, respectively. The results indicate the deposition parameters of the ITO TCLs should be compromised in order to achieve high performance AlGaInP LEDs .en_US
dc.description.tableofcontents目次 封面內頁 簽名頁 授權頁 中文摘要……………………………………………………………………...….i Abstract…………………………………………………………………………..ii 誌謝……………………………………………………………………………...iii 目次……………………………………………………………………………...iv 表目錄…………………………………………………………...………………vi 圖目錄…………………………………………………………………………..vii 第一章 諸論 1.1 前言……………………………………………………………………1 1.2 研究動機………………………………………………………………2 第二章 基本原理 2.1 氧化銦錫薄膜結構…………………………………………………..4 2.2 氧化銦錫光學特性…………………………………………………..4 2.3 氧化銦錫電氣特性…………………………………………………..5 2.4 物理氣相沉積…………………………………………………………6 2.5 電子槍原理……………………………………………………………8 第三章 實驗方法與步驟 3.1 實驗流程………………………………………………………………10 3.2 實驗參數規劃與準備………………………………………………..10 3.3 實驗系統說明………………………………………………………..11 3.4 薄膜特性測試 3.4.1 掃描式電子顯微鏡……………………………………………...13 3.4.2 四點探針電阻率量測儀………………………………………...13 3.4.3 X光繞射儀..……………………………………………...……...14 3.4.4原子力顯微鏡…...…….………………………………………...15 3.4.5 頻譜儀…………………………………………………………..15 3.4.6 晶圓自動點測系統……………………………………………...15 第四章 實驗結果與分析 4.1 氧化銦錫薄膜膜厚實驗 4.1.1 電氣特性分析…………………………………………………...17 4.1.2 光學特性分析………………………………………………….….18 4.1.3 結果分析…………………………….……………………...……..20 4.2 氧化銦錫薄膜蒸鍍速率實驗 4.2.1 電氣特性分析…………………………………………………..21 4.2.2 光學特性分析………………………………………………….22 4.2.3 結果分析……………………….…………...………………….22 4.3 氧化銦錫薄膜氧流量實驗 4.3.1 電氣特性分析………………………………………………...24 4.3.2 光學特性分析………………………………………………...25 4.3.3 結果分析……………………….…………...………………..27 第五章 結論.…………………………………………………………………29 參考文獻……………………………………………………………………...31 表目錄 表1 氧化銦錫薄膜在快速昇溫前後之折射率與厚度變化……………..36 表2 氧化銦錫薄膜在不同蒸鍍速率之折射率……………………………36 表3 氧化銦錫薄膜在不同氧流量之折射率………………………………36 圖目錄 圖2-1 氧化銦單位晶胞的晶體結構圖……………………………………….37 圖2-2 單位晶胞氧原子與銦原子的相對位置局部示意圖………………….37 圖2-3 波長與穿透率關係示意圖…………………………………………….38 圖2-4 熱電子槍工作示意圖………………………………………………….38 圖3-1 實驗流程圖…………………………………………………………….39 圖3-2 四元發光二極體結構圖……………………………………………….40 圖3-3 四點探針量測示意圖………………………………………………….40 圖3-4 NT-MDT Solver P47H 型原子力顯微鏡外觀圖...………………...….41 圖4-1 氧化銦錫薄膜在不同厚度於發光波長585 nm特性曲線圖 (a)片電阻 (b)電阻係數 (c)順向電壓 (d)亮度…………………….....42 圖4-2 氧化銦錫薄膜在不同厚度晶粒尺寸圖(a) 80 nm (b) 180 nm (c) 250 nm (d) 310 nm(e) 380 nm …………………..………………….43 圖4-3 氧化銦錫薄膜在不同厚度表面粗糙尺寸圖(a) 80 nm (b) 180 nm (c) 310 nm……...………...…………………………….…...44 圖4-4 沒有氧化銦錫薄膜時晶圓點測圖 (a)順向電壓 (b)亮度 (c)蒸鍍與點測條件……….…………………………….....……………45 圖4-5 氧化銦錫薄膜厚度180 nm晶圓點測圖 (a)順向電壓 (b)亮度 (c)蒸鍍與點測條件…………………………………………..….……...46 圖4-6 氧化銦錫薄膜厚度250 nm晶圓點測圖 (a)順向電壓 (b)亮度 (c)蒸鍍與點測條件……………………………………………....….….47 圖4-7 氧化銦錫薄膜厚度310 nm晶圓點測圖 (a)順向電壓 (b)亮度 (c)蒸鍍與點測條件………………………………………..…….…..….48 圖4-8 氧化銦錫薄膜於不同厚度快速昇溫製程後變化 (a)反射率 (b)穿透率變化圖…………………………………..…………….…..….49 圖4-9 氧化銦錫薄膜厚度為250 nm於快速昇溫製程前後反射率與 穿透率比較圖………..…………………………………………..……50 圖4-10 氧化銦錫薄膜在不同蒸鍍速率於發光波長585 nm特性曲線圖 (a)片電阻 (b)電阻係數 (c)順向電壓 (d)亮度….………………….51 圖4-11 氧化銦錫薄膜不同蒸鍍速率晶粒尺寸圖 (a)0.5 Å/sec (b)1 Å /sec (c)2 Å/sec………………………………….………….….52 圖4-12 氧化銦錫薄膜蒸度速率0.5 Å/sec晶圓點測圖 (a)順向電壓 (b)亮度 (c)蒸鍍與點測條件………………………………….……..53 圖4-13 氧化銦錫薄膜蒸度速率2 Å/sec晶圓點測圖 (a)順向電壓 (b)亮度 (c)蒸鍍與點測條件……………………………….………..54 圖4-14 氧化銦錫薄膜不同蒸鍍速率於快速昇溫製程後 (a)反射率 (b)穿透率變化圖…………………………………….......55 圖4-15 氧化銦錫薄膜不同蒸鍍速率表面粗糙尺寸圖 (a)0.5 Å/sec (b)1 Å/sec (c)2 Å/sec………………………………..….56 圖4-16 氧化銦錫薄膜在不同氧流量於發光波長585 nm特性曲線圖 (a)片電阻 (b)電阻係數 (c)順向電壓 (d)亮度…………………..…57 圖4-17 氧化銦錫薄膜不同氧流量晶粒尺寸圖 (a)5 sccm (b)13 sccm (c)16 sccm (d)20 sccm (e)30 sccm…………………………………...58 圖4-18 氧化銦錫薄膜不同氧流量於快速昇溫製程後 (a)反射率(b)穿透率變化圖………………………………………….59 圖4-19 氧化銦錫薄膜不同氧流量條件下在波長585 nm時 穿透率曲線圖………………………………………………………....60 圖4-20 氧化銦錫薄膜氧流量5 sccm晶圓點測圖 (a)順向電壓 (b)亮度 (c)蒸鍍與點測條件………………………………………...61 圖4-21 氧化銦錫薄膜氧流量13 sccm晶圓點測圖 (a)順向電壓 (b)亮度 (c)蒸鍍與點測條件………………………………………...62 圖4-22 氧化銦錫薄膜氧流量16 sccm晶圓點測圖 (a)順向電壓 (b)亮度 (c)蒸鍍與點測條件..........................................................….63 圖4-23 氧化銦錫薄膜氧流量20 sccm晶圓點測圖 (a)順向電壓 (b)亮度 (c)蒸鍍與點測條件…………………………………..…….64 圖4-24 氧化銦錫薄膜氧流量30 sccm晶圓點測圖 (a)順向電壓 (b)亮度 (c)蒸鍍與點測條件………………………………………...65 圖4-25 氧化銦錫薄膜不同氧流量快速昇溫製程前X-ray分析圖 (a)5 sccm (b)13 sccm (c)30 sccm……………….……………...…….66 圖4-26 氧化銦錫薄膜不同氧流量快速昇溫製程後X-ray分析圖 (a)5 sccm (b)13 sccm (c)30 sccm…………….………...…………….67 圖4-27 氧化銦錫薄膜不同氧流量表面粗糙尺寸圖 (a)5 sccm (b)13 sccm (c)16 sccm……………………..……………...68 圖4-28 氧化銦錫薄膜不同氧流量表面粗糙尺寸圖 (d)20 sccm (e)30 sccm………………………………….…………….69zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher精密工程學系所zh_TW
dc.relation.urihttp://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-1007200615525200en_US
dc.subjectITOen_US
dc.subject氧化銦錫薄膜zh_TW
dc.subjectAlGaInP LEDen_US
dc.subjectDeposition rateen_US
dc.subjectOxygen pressureen_US
dc.subject磷化鋁銦鎵發光二極體zh_TW
dc.subject蒸鍍速率zh_TW
dc.subject氧流量zh_TW
dc.title以電子束蒸鍍氧化銦錫透明導電膜及其對磷化鋁銦鎵發光二極體特性影響zh_TW
dc.titleEffects of Electron-Beam Evaporated ITO Films on Performance of AlGaInP Light-Emitting Diodesen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.grantfulltextnone-
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