氮化鎵族面射型垂直共振腔發光元件之開發

Abstract

本研究將製作具備垂直共振腔結構的氮化鎵系半導體面射型發光元件，其中 包括發光二極體（VCLED）及半導體雷射（VCSEL）兩部分。主要研究課題包括元 件結構磊晶、元件製作及元件特性分析。在元件結構磊晶方面，本實驗室將利用 前期國科會補助所購買之有機金屬氣相磊晶系統建立長晶之最優條件並成長高 反射率的GaN-based DBR 結構及高品質的微共振腔結構以供元件製作。在元件製 作技術研發方面將研製氧化物DBR 結構，並對橫向電流的均勻分佈及電流侷限結 構等面射型元件相關的製程進行研究以製作出可供電激發之發光元件。在元件特 性分析上，將量測VCLED 發光效率的提升及發光頻譜的變化，並對VCSEL 結構進 行光汞及電激發的研究。最後將以GaN QD 結構作為VCSEL 中的增益層結構，並 比較量子井及量子點在光學微共振腔中的響應表現，並製作出光效率最優之元 件。本計畫預期完成之工作於第一年開發出具備垂直共振腔的面射型發光二極 體。第二年則將元件的水準提升至面射型雷射元件的地步。第三年則是研究並比 較氮化鎵量子點對半導體垂直共振腔發光元件VCLED 及VCSEL 的響應現象。詳細 的的研究目標如下: 1. 建立最佳的磊晶條件及製作高反射率的短波長DBR 結構 2. 建立元件製作技術。包括雷射剝離藍寶石基板技術、透明電極、ITO 及ICP 等製程技術以提升發光元件之發光效率。 3. 氮化鎵垂直共振腔面射型發光元件製作及元件特性量測技術之建立。 4. 氮化鎵量子點在光學微共振腔結構中之光電特性分析並比較得到最佳之元件 結構。