高效率發光二極體之設計與研究

Abstract

最近，由於磊晶成長技術突破，可得到優良品質的結晶，因此發光亮度急速提升，已被用來生產高效率的發光二極體。雖然內部量子效率已可達99% 以上，但外部量子效率還是很低，以藍光而言甚至不到10%，電流分佈與光取出是提高外部量子效率重要技術。本專題將研究一些提高發光效率的新設計。

（一）氮化鈦(TiN)擁有低片電阻、不錯的穿透率、折射率匹配、堅硬物理特性與穩定的化學特性，我們將氮化鈦鍍在磷化鋁銦（AlGaInP）發光二極體上當電流分佈層，增加二極體電流均勻分佈能力，以提高發光效率。

（二）利用p 型氮化鎵(GaN)活化時，有鎳金屬催化可降低退火溫度的特性，在GaN 發光二極體p端電極下方不鍍鎳金屬當催化劑，而在二極體其他面積鍍上鎳金屬當催化劑，在相同溫度退火可產生不同電洞濃度，因而產生不同電阻率，在二極體p 端電極下方因無鎳金屬當催化劑，此區電阻率比其他區域大，利用此觀念設計選擇性高電阻區(SHRR)在氮化鎵發光二極體電極下方當阻擋層，避免電流流向這個區域，使電流流向有效發光區域，以提高發光亮度。

（三）探討氧化膜保護機制與表面網狀結構設計。在氧化膜的保護效應方面，氮化鎵(GaN)加上氧化膜前後之PL頻譜強度比較。另一方面，將氧化膜表面蝕刻成表面網狀結構將可再次提升元件之光取出率。