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系統識別號 U0002-2101201311174200
中文論文名稱 在GaAs基板上設計ZnSe與 CdSSe薄膜之結構
英文論文名稱 Design the ZnSe and CdSSe film of the structure on the GaAs substrate
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 101
學期 1
出版年 102
研究生中文姓名 劉克威
研究生英文姓名 Ku-Wei Liu
學號 698210324
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2013-01-04
論文頁數 86頁
口試委員 指導教授-鄭振益
委員-葉炳宏
委員-陸健榮
中文關鍵字 ⅡⅥ族半導體  ZnSe  CdSSe  CdS 
英文關鍵字 ⅡⅥsemiconductor  ZnSe  CdSSe  CdS 
學科別分類 學科別自然科學物理
中文摘要 本研究利用熱壁式磊晶系統製作出CdSSe/ZnSe多層膜,並運用熱壁式磊晶系統的高真空和可條整烘烤溫度的優點來對樣品做熱退火,界此找出ZnSe與CdS薄膜之最佳平坦程度,利於發光層生長。觀察ZnSe、CdS、CdSSe不同厚度之發光波長,並試著用ZnSe所發出來的藍光及利用CdSSe所發出來的黃光製作多層膜樣品,看看是否可以調和成白光。
英文摘要 In this study is used the Hot-Wall Epitaxy System produce CdSSe/ZnSe
multilayers ,and used of Hot-Wall Epitaxy System’s high vacuum and can
strip the whole of the baking temperature thermal annealing samples,
by this to find out ZnSe and Cds thin films in the best flat extent ,
and conductive to growth the light-emitting layers.Observation ZnSe、
CdS、CdSSe’s emission wavelength of different thickness.Use the ZnSe emission blue light and CdSSe emission yellow light to try to produce multilayer samples,and try to reconcile into white light.
論文目次 目錄
第一章 序論 1
第二章 原理 5
2-1薄膜應力 5
2-2退火 8
2-5色度圖 10

第三章 實驗儀器介紹與實驗方法 18
3-1 熱壁式磊晶系統 18
3-1-1熱壁式磊晶系統裝置 18
3-1-2 樣品準備與磊晶過 27
3-2光致激發發光光譜Photoluminescence(PL) 實驗系統 29
3-3 SEM 裝置與原理介紹 39
3-4 原子力顯微鏡(AFM) 37
3-5實驗構想與樣品生長方式 40
3-5-1 實驗構想 40
3-5-2 樣品生長方式 41


第四章 實驗分析 46
4-1 ZnSe的平坦度 46
4-1-1 ZnSe 350℃的平坦度 48
4-1-2 ZnSe 400℃的平坦度 53
4-2 CdS的平坦度 61
4-2-1 CdS 350℃的平坦度 63
4-2-2 CdS 400℃的平坦度 67
4-3 ZnSe薄膜的發光 72
4-4 CdS薄膜的發光 75
4-5 CdSSe薄膜的發光 78
4-6 ZnSe/CdSSe薄膜的發光 82

第五章 結論 84
第六章 參考文獻 85





圖目錄
圖 1-1 半導體均質結構(a)與雙異質結構(b)圖 4
圖 2-1 薄膜和底材的熱應力關係圖 7
圖 2-2 邊際差排(a)和螺旋差排(b)的結構圖 9
圖 2-3 溫度和硬度(應力)之關係圖 9
圖2-4 RGB色度圖 11
圖2-5 XYZ色度圖 12
圖3-1-1熱壁式磊晶系統構 19
圖3-1-1.1 生長腔與載入腔 20
圖3-1-2 B-A式離子真空計結構示意 21
圖3-1-3真空顯示器 22
圖3-1-4 渦輪分子式幫浦示意圖 23
圖3-1-5溫度控制系統示意圖 25
圖3-1-6步進馬達示意圖 26
圖3-2-1 半導體雷射系統 30
圖3-2-2 光波長感應器 30
圖3-2-3 低溫系統 31
圖3-2-4 機械幫浦 31
圖3-2-5光致激發發光光譜裝置示意圖 33
圖3-2-6 置放樣品低溫腔(側面)構造示意圖 34
圖3-3-1 SEM系統 (a)系統全貌 (b)樣品腔 (c)金膜電 36
圖3-3-2 SEM系統示意圖 36
圖3-4-1 AFM圖 38
圖3-4-2 AFM示意圖 39
圖3-5-1 CdSSe生長溫度為CdS550°C、CdSe550 °C,磊晶時間為2000sec 42
圖3-5-2 CdSSe生長溫度為CdS550°C、CdSe 570°C,磊晶時間為2000sec 43
圖3-5-3 ZnSe生長溫度為670 °C ,磊晶時間為2000sec
生長速率 43
圖3-5-4 CdS生長溫度為550 °C ,磊晶時間為2000sec
生長速率 44
圖3-5-5 CdSe生長溫度為570 °C ,磊晶時間為2000sec
生長速率 44
圖3-5-6薄膜生長結構示意圖 45
圖4-1-2為熱退火前之ZnSe 薄膜表面圖 ,編號Z1 47
圖4-1-3 (a)(b)(c)(d)為350度之不同時間熱退火2D圖 48
圖4-1-4 (a)(b)(c)(d)為350度之不同時間熱退火3D圖 49
圖4-1-5 (a)(b)(c)(d)為350度之不同時間熱退火2D圖 50
圖4-1-6 (a)(b)(c)(d)為350度之不同時間熱退火3D圖 51
圖4-1-7 (a)(b)(c)(d)(e)為400度之不同時間熱退火2D圖 53
圖4-1-8 (a)(b)(c)(d)(e)為400度之不同時間熱退火3D圖 54
圖4-1-9 (a)(b)(c)(d)(e)為400度之不同時間熱退火2D圖 55
圖4-1-10 (a)(b)(c)(d)(e)為400度之不同時間熱退火3D圖 56
圖4-2-2為熱退火前之ZnSe 薄膜表面圖 ,編號Z1 62
圖4-2-3 (a)(b)(c)(d)(e)為350度之不同時間熱退火3D圖 63
圖4-2-4 (a)(b)(c)(d)(e)為350度之不同時間熱退火3D圖 64
圖4-2-5 (a)(b)(c)(d)(e)為350度之不同時間熱退火3D圖 65
圖4-2-6 (a)(b)(c)(d)為400度之不同時間熱退火3D圖 67
圖4-2-7 (a)(b)(c)(d)為400度之不同時間熱退火3D圖 68
圖4-2-8 (a)(b)(c)(d)為400度之不同時間熱退火3D圖 69
圖4-3-1(左)為厚度20nm的發光波段,波長423nm 73
圖4-3-2(右)為厚度25nm的發光波段,波長425nm 73
圖4-3-3(左)為厚度30nm的發光波段,波長432nm 73
圖4-3-4(右)為厚度35nm的發光波段,波長437nm 73
圖4-3-5(左)為厚度40nm的發光波段,波長443nm 73
圖4-3-6(右)為厚度50nm的發光波段,波長452nm 73
圖4-4-1 色度圖 75
圖4-4-2為厚度40nm的發光波段,波長516.2nm 76
圖4-4-3為厚度45nm的發光波段,波長517nm 76
圖4-4-4為厚度60nm的發光波段,波長521.5nm 76
圖4-4-5為厚度70nm的發光波段,波長524.7nm 76
圖4-5-1 CdS:550℃ 、CdSe:550℃ 之發光波長約544nm 78
圖4-5-2 CdS:550℃、CdSe:550℃ 之發光波長約575nm 79
圖4-5-3 色度圖 80
圖4-5-4 CdS 550度 CdSe 550度 80
圖4-5-5 CdS 550度 CdSe 570度 81
圖4-6-1 多層樣品示意圖 82
圖4-6-2 ZnSe/CdSSe PL圖 83







表目錄
圖2-6發光波長與XYZ值之對照表 14
圖4-1-1樣品熱退火時間及溫度對照表 46
圖4-1-11 (a)10um*10um,350度熱退火時間與平均高度關係圖(b) 500nm*500nm,350度熱退火時間與平均高度關係圖 58
圖4-1-12 (a)10um*10um,400度熱退火時間與平均高度關係圖(b) 500nm*500nm,400度熱退火時間與平均高度關係圖 59
圖4-2-1 樣品熱退火時間及溫度對照表 61
圖4-2-8 (a)10um*10um,350℃與400℃熱退火時間與平均高度關係圖(b)1um*1um,350度與400度熱退火時間與平均高度關係圖(c) 500nm*500nm,350度與400度熱退火時間與平均高度關係圖 71
圖4-3-7為厚度對於發光波長的示意圖 74
圖4-4-6為CdS不同厚度對於發光波長的示意圖 77

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