成長氮化鎵膜做為有機發光二極體電子傳輸及電洞阻擋層之研究

  • 林 信宇

學生論文: Master's Thesis

摘要

探討以三五族半導體氮化鎵(Gallium Nitride GaN)取代被廣泛使用的電子傳輸及電洞阻擋層材料BCP(Bathocuproine),以延長有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode OLED)使用時間。 本研究以自行組裝之射頻磁控濺鍍系統成長GaN薄膜,以液態鎵金屬(Gallium Ga)做為靶材,以氬氣(Argon Ar)及氮氣(Nitrogen N2)為工作氣體,另外以連接ENI電源供應器之不銹鋼感應線圈,提供電漿氣體額外能量,探討不同氣體組成、基板溫度及ENI?率對GaN性質的影響。 依不同元件設計使用熱阻式蒸鍍系統蒸鍍有機層及金屬電極,首先選擇鋁金屬(Aluminium Al)做為陰極傳遞電子給GaN,但發現鋁在成長GaN時因基板升至500℃會聚集而產生短路,因此使用氮化鈦(Titanium Nitride TiN)取代鋁金屬解決聚集造成之短路。另外整面的GaN會有電子擴散情形,因此使用SiOx做為絕緣層定義電子可流通之位置,成?解決漏電問題。 實驗結果顯示,於10 mTorr鍍之TiN及GaN,其元件亮度僅119 cd/m2且驅動電壓(Turn on voltage)高達15 V,推測可能是GaN晶體結構有?多缺陷造成電流低,以及GaN沒有阻擋電洞跳躍至陰極的能力,使電洞與電子於GaN內無效複合。 為了解決上述兩問題,改變了射頻濺鍍參數及增加步驟。將鍍膜時的工作壓力降到5 mTorr,可得品質較佳的TiN及GaN薄膜,其中GaN的XRD強度從小於1000 cps提升至15000 cps。接續增加氮電漿表面處理以降低GaN表面缺氮造成的缺陷,而實驗結果成?將亮度從原本的119 cd/m2提升至1091cd/m2。
獎項日期2014 八月 5
原文???core.languages.zh_ZH???
監督員Franklin Chau-Nan Hong (Supervisor)

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