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系統識別號 U0002-1208200814013300
中文論文名稱 氮化銦鎵/氮化鎵多層膜之X光研究
英文論文名稱 Study of InGaN/GaN multilayer using x-ray.
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 物理學系碩士班
系所名稱(英) Department of Physics
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生中文姓名 歐致先
研究生英文姓名 Chih-Hsien Ou
學號 695210541
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2008-07-15
論文頁數 76頁
口試委員 指導教授-杜昭宏
委員-薛宏中
委員-陳敏璋
中文關鍵字 X光反射率  XRR  XRD 
英文關鍵字 XRR  XRD 
學科別分類 學科別自然科學物理
中文摘要 本論文是利用X光繞射(XRD)和X光反射率法(XRR),對以InGaN/GaN為多層量子井(MQW)的多層膜樣品,成長在Al2O3為基底(0 0 1)方向來做研究。利用這兩種測量法不只可以清楚地量測到多層量子井中各層厚度,也可以確定InxGal-xN之中的摻雜度。在XRD擬合分析中得知在MQW厚度分別為142.15nm (607)、144.75nm (608) 和148.81nm (609),和理論計算值142.6nm (607)、145.7nm (608) 、145.7nm (609)非常接近,而使用XRR的擬合分析結果也大致跟XRD相符。
英文摘要 X-ray diffraction (XRD) and X-ray reflectivity (XRR) are used to characterize the structure of the InGaN/GaN multiple quantum wells (MQWs) grown on the Al2O3 (0 0 1) substrate .Using these measurements, not only the layered structure of the MQWs is revealed clearly but also the In content χ of the InxGal-xN component can be determined reliably. The fitted results of XRD show that MQW widths are around 142.15nm (607), 144.75nm (608) and 148.81nm (609) that are very lost to the theoretical calculation as 142.6nm (607), 145.7nm (608) and 145.7nm (609).the data obtained from the reflectivity (XRR) measurements are in agreement with that obtained from XRD.
論文目次 目錄
第一章 前言………………………………………………………1

第二章 實驗儀器簡介及X-RAY繞射基本理論 ……………… 3
2.1 光源-同步輻射光 ………………………………3
2.2 X–RAY繞射基本理論…………………………… 6
2.2.1 X光繞射條件………………………………… 7
2.2.2 實晶格空間與倒晶格空間……………………9
2.3 樣品簡介………………………………………… 12
2.3.1 發光二極體的發光原理…………………… 14
2.3.2 量子井簡介……………………………………16
2.4 實驗儀器簡介……………………………………20
2.5 實驗儀器之校正………………………………… 22
第三章 薄膜結構分析 …………………………………………27
3.1 X-ray Reflectivity (XRR) ……………………… 27
3.1.1 XRR理論…………………………………… 27
3.1.2 實驗步驟 ……………………………………35
3.1.3 實驗結果與討論 ……………………………37
3.2 X-ray Diffraction (XRD) ……………………… 52
3.2.1 實驗步驟…………………………………… 52
3.2.2 實驗結果與討論…………………………… 53
第四章 結論…………………………………………………… 73
參考文獻………………………………………………………… 75
圖目錄
Fig. (2-1) 同步輻射波長範圍……………………………………… 4
Fig. (2-2) 同步輻射光之產生……………………………………… 5
Fig. (2-3) 布拉格繞射示意圖……………………………………… 8
Fig. (2-4) 實空間產生X-光繞射條件………………………………10
Fig. (2-5) 倒晶格空間產生X-光之繞射條件………………………11
Fig. (2-6) 樣品結構示意圖…………………………………………12
Fig. (2-7) (a)P型與N型半導體結合時在未受偏壓的情況…………16
Fig. (2-7) (b)當接上順向偏壓使電子及電洞更容易跨過空乏區 …16
Fig. (2-8) 淡江大學散射實驗室之四環繞射儀 ……………………20
Fig. (2-9) 環心高度之校正…………………………………………23
Fig. (2-10) 使用感光紙定直射光之位 …………………………25
Fig. (3-1) 反射率分析示意圖……………………………………30
Fig. (3-2) 樣品表面調平…………………………………………36
Fig. (3-3) 波長1Å所做出來的反射率………………………… 38
Fig. (3-4) 反射率結果607 ………………………………………39
Fig. (3-5) 反射率結果608 ………………………………………41
Fig. (3-6) 反射率結果609……………………………………… 41
Fig. (3-7)擬合軟體LEPTOS ……………………………………42
Fig. (3-8) 擬合流程圖…………………………………………… 43
Fig. (3-9) 沒有把MQW分開擬合的圖609 ……………………44
Fig. (3-10) 反射率擬合圖607 …………………………………45
Fig. (3-11) 反射率擬合圖608 …………………………………47
Fig. (3-12) 反射率擬合圖609 ……………………………… 49
Fig. (3-13) 晶格面與樣品表面示意圖 ………………………… 52
Fig. (3-14) GaN(101) phi-scan 607 ……………………………54
Fig. (3-15) GaN(101) phi-scan 608……………………………… 55
Fig. (3-16) GaN(101) phi-scan 609 ………………………………55
Fig. (3-17) 在GaN(002)的XRD 607…………………………… 56
Fig. (3-18) 在GaN(002)的XRD 608…………………………… 57
Fig. (3-19)在GaN(002)的XRD 609 …………………………… 58
Fig. (3-20) 介紹2Δθp 和2Δθpp ……………………………… 59
Fig. (3-21) XRD擬合圖607 ……………………………………61
Fig. (3-22) XRD擬合圖608 ……………………………………63
Fig. (3-23) XRD擬合圖609 …………………………………… 65

表目錄
Table (2-1)樣品成長時間 ………………………………………13
Table (2-2)樣品在InXGa(1-X)N參雜程度……………………… 13
Table (3-1) 反射率擬合數據607 ……………………………… 46
Table (3-2) 反射率擬合數據608 ……………………………… 48
Table (3-3) 反射率擬合數據609 ……………………………… 50
Table (3-4) 樣品layer之計算厚度 …………………………… 59
Table (3-5) 樣品MQW之計算總厚度………………………… 60
Table (3-6) XRD擬合數據607 ………………………………… 62
Table (3-7) XRD擬合數據608…………………………………… 64
Table (3-8) XRD擬合數據609 ………………………………… 66
Table (3-9) XRD理論計算與擬合之厚度比較………………… 68
Table (3-10) XRR與XRD擬合數據比較607 …………………69
Table (3-11) XRR與XRD擬合數據比較608 …………………70
Table (3-12) XRR與XRD擬合數據比較609 …………………71
Table (3-13) XRR、XRD、理論計算在MQW厚度比較 …… 72
參考文獻 參考文獻

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