系統識別號 | U0002-2408201522514200 |
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DOI | 10.6846/TKU.2015.00808 |
論文名稱(中文) | 半導體發光體的結構研究 |
論文名稱(英文) | The study of semiconductor LED structure |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 物理學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Physics |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 103 |
學期 | 2 |
出版年 | 104 |
研究生(中文) | 張冠政 |
研究生(英文) | Kuan-Cheng Chang |
學號 | 601210189 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2015-06-23 |
論文頁數 | 79頁 |
口試委員 |
指導教授
-
鄭振益
委員 - 陸健榮 委員 - 楊淑君 |
關鍵字(中) |
發光二極體 II-IV半導體 硒化鋅 硒化鎘 玻璃 |
關鍵字(英) |
LED CdSe ZnSe II-IVsemiconductor |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
多數LED都覆蓋一層保護性封膠以避免電氣和環境損害,同時也可提高光輸出並將熱量累積減到最少。傳統上,封膠多半仍由環氧樹脂和其它有機材料製成,因為它們的硬度、透明度和低成本比較符合應用需求。 有些塑膠封裝的材質會因為熱的緣故而變黃,導致局部波長的光被吸收而影響波長。在藍光,UV LED 裡,當封裝材料長期受到短波長光或紫外光照射時,會使封裝材料產生黃變,LED亮度會因此下降,而因此如何提升封裝材料的抗UV性和耐熱性,就成為一個很重要的改良問題. 因此本研究嘗試把封膠中的塑膠改為玻璃,看能否改善紫外光照射的黃變問題,和溫度所對環氧樹脂帶來的色變和型變。同時也希望在把封膠材質改為玻璃後,也能有一樣的發光現象。 |
英文摘要 |
Most LED are covered with a protective sealant to prevent electrical and environmental damage, but also to increase the light output and minimize heat build-up. Traditionally, most still epoxy sealant and other organic materials because of their hardness, transparency and low cost more in line with application requirements. Some plastic packaging materials because of heat yellowing sake, leading to local wavelengths of light are absorbed and affect wavelengths. Blu-ray, UV LED inside, when the packaging material has long been short-wavelength light or ultraviolet radiation, causes yellowing packaging materials, LED brightness will be diminished, and therefore how to improve the packaging materials UV resistance and heat resistance, it is It has become a very important issue improved. Therefore, this study tries to put sealant in plastic instead of glass, see if you can improve the ultraviolet light yellowing problem, and the temperature of the epoxy resin and discoloration caused by type variable. But also we hope that after the closure of plastic material to the glass, but also to have the same luminous phenomenon. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 第一章 序論 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 1 1-1半導體發展史與簡介﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒1 1-2發光二極體 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒5 1-3 II-VI光電半導體材料的特性﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒9 1-4玻璃的原料與種類﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒11 1-5 研究動機﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒13 第二章 原理 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒14 2-1 發光二極體的發光波長﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒14 2-2光激發發光原理﹒﹒..﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒16 2-3熱退火 ﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒19 2-4 激子放射隨溫度的變化情形 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒21 第三章 實驗儀器 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒22 3-1 壓模和壓模機 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒22 3-2 高溫爐 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒25 3-3 混勻機 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒26 3-4 光學顯微鏡 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒27 3-5光激發發光光譜實驗系統﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒30 第四章 實驗方法與數據分析﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒34 4-1 玻璃餅樣品的製備 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒34 4-2研究玻璃的燒結溫度﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒40 4-3用不同比例混合玻璃粉和二氧化矽粉做燒結﹒47 4-4以純玻璃粉燒結﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒52 4-5半導體粉末和玻璃粉末混合燒結﹒﹒﹒﹒﹒﹒56 第五章 結論﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒77 第六章 參考文獻﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒78 圖目錄 圖1-2-1發光二極體結構圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒6 圖1-2-2藍黃光混合型發光二極體 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒7 圖1-2-3 紅籃綠光混合型發光二極體﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8 表1-3-1 常見半導體參數表﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 10 圖2-1-1金屬、半導體、絕緣體的能隙差距﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 15 圖2-2-1光致激發光實驗中的光吸收過程﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒16 圖2-2-2 光致激發發光實驗中的激子復合發光過程 ﹒﹒﹒﹒﹒17 圖 2-3-1 溫度和硬度(應力)之關係圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 20 圖3-1-1 壓模﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 23 圖3-1-2 壓模機﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 24 圖3-2-1高溫爐﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 25 圖3-3-1混勻機﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒26 圖3-4-1 光學顯微鏡 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒29 圖3-5-1 半導體雷射 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒31 圖3-5-2 光譜測量系統﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒31 圖3-5-3 低溫系統﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒32 圖3-5-4 機械幫浦﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒32 圖3-5-5光激發發光光譜裝置示意圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒33 圖4-1-1 A為二氧化矽粉 B為玻璃瓶 C玻璃瓶粉末﹒﹒﹒﹒﹒34 圖4-1-2 壓模 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒36 圖4-1-3 壓模機﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒37 圖4-1-4 剛壓製好的玻璃餅成品圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒38 圖4-2-1 0.2g 400psi 不同溫度燒結2小時的結果﹒﹒﹒﹒﹒﹒40 圖4-2-2 0.4g 400psi 不同溫度燒結2小時的結果﹒﹒﹒﹒﹒﹒41 圖4-2-3 0.4g 400psi 不同溫度燒結2小時的結果﹒﹒﹒﹒﹒﹒42 圖4-2-4 0.2g 400psi 610~650°C燒結2小時的結果﹒﹒﹒﹒﹒44 圖4-2-5 0.2g 400psi 610~650°C燒結2小時成品圖﹒﹒﹒﹒﹒46 圖4-3-1 3:1 0.2g 0.4g 640、800°C 燒結2小時的結果﹒﹒﹒﹒48 圖4-3-2 此二圖為3:1混合的玻璃餅燒製的外觀圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒49 圖4-3-3 5:1 0.2g 0.4g 640、800°C 燒結2小時的結果﹒﹒﹒﹒50 圖4-3-2 5:1混合的玻璃餅燒製的外觀圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒51 圖4-4-1 有孔洞結構的樣品 0.2g 400psi 200°C 2hr﹒﹒﹒﹒﹒52 圖4-4-2 用純玻璃做不同的燒結溫度、時間的結果﹒﹒﹒﹒﹒﹒53 圖4-4-3 300°C 燒結0min(室溫至300°C需1小時,300°C降至室溫需半小時) 的樣品碎裂圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒55 圖4-5-1 最佳條件的玻璃餅成品圖 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒57 圖4-5-2 CdSe和ZnSe混合玻璃粉末圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒58 圖4-5-3 CdSe和玻璃粉混合後燒結成品圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒59 圖4-5-4 置於低溫腔內CdSe玻璃餅的發光圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒61 圖4-5-4 PL發光頻譜圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒62 圖4-5-5 CdSe熱退火後的PL發光頻譜圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 63 圖4-5-6 不同熱退火溫度發光強度隨溫度變化的積分圖形﹒﹒64 圖4-5-7 700°C熱退火的發光頻譜曲線 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒65 圖4-5-8 700°C熱退火後發光強度隨溫度變化的積分圖形﹒﹒﹒66 圖4-5-9 發光強度隨溫度變化的擬合圖形﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒67 圖4-5-10 ZnSe和玻璃粉混合後燒結成品圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒68 圖4-5-11低溫腔內ZnSe玻璃餅的發光圖 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒69 圖4-5-12 PL發光頻譜圖 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒71 圖4-5-13熱退火後的PL發光頻譜圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒72圖4-5-14不同熱退火溫度發光強度隨溫度變化的積分圖形﹒﹒﹒73 圖4-5-15 未熱退火的發光曲線放大三倍比較圖形﹒﹒﹒﹒﹒﹒74 圖4-5-16 ZnO光致發光實驗的結果圖1﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒75 圖4-5-17 ZnO光致發光實驗的結果圖2﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒76 |
參考文獻 |
[1]張俊彥(任教於交通大學電子研究所), 半導體技術發展史 http://library.kmsh.tnc.edu.tw/science/content/1990/00020242/0006.htm [2] 曾信榮.許千樹, 科學發展 2010年7月,451期 [3] 施敏; 作者: 伍國(王玉) / 譯者:張鼎張、劉柏村. 半導體元件物理學(上冊) [4] 李巡天、林志浩/工研院材化所,高性能LED透明封裝材料發展趨勢,工業材料雜誌 257期 [5] Hyun-Chul Ko, Doo-Cheol Park, Yoichi Kawakami, Shizuo Fujita, and Shigeo Fujita Appl. Phys. Lett. (1997) [6]文化部 新竹玻璃工藝博物館,玻璃的種類與組成, http://glassmuseum.moc.gov.tw/web-TW/unit03/modepage/3-4-1-07.html [9] 莊達人著,「VLSI製造技術」,高立圖書出版公司,1995 [7] CTIMES / 文章 /台灣LED封裝產業持續發光發熱【作者: 王岫晨】 2009年10月18日 [8] DIGITIMES/科技商情/從LED散熱技術探討 LED路燈光衰問題/2010/01/26-葉聖偉 [9] 莊達人著,「VLSI製造技術」,高立圖書出版公司,1995 [10] S.V.Gaponenko, Optical properties of semiconductor nanocrystals (Cambridge studies in modern optics) [11] Y.P. Varshni. Physica. 34 , 149(1967) [12] R.L. Greene and K.K.Bajaj. S.S.Com. 45, 831 (1983) [13]高溫爐,型號:UF-K6U,堯富精密科技公司 http://www.uff.com.tw/ezportal/homeweb/catalog.php?infoscatid=36 [14] Journal of Vacuum Science & Technology A 20, 693 (2002); [15] Nuclear Physics B (Proc. Suppl.) 78 (1999) 484-487 [16] Scientific Reports/Article number:6967 [17] Journal of Applied Physics 106, 033518 (2009) |
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