【毕业学位论文】（Word原稿）氮化铟镓单量子井结构光学特性之研究-物理学

国立彰化师范大学物理研究所 硕士论文 指导教授：郭艳光教授 氮化铟镓单量子井结构光学特性之研究 of of 究生：洪国凯撰 中华民国八十九年 i 国立彰化师范大学物理研究所 硕士论文 研究生：洪国凯 氮化铟镓单量子井结构光学特性之研究 of of 论文业经审查及口试合格特此证明 论文考试委员会主席 _(黄满芳 )_ 委员： _(林 践 )_ _(郭艳光 )_ 指导教授：郭艳光助理教授 _ 所 长：张惠博主任 _ 中华民国八十九年七月权书 (博硕士论文 ) 本授权书所授权之论文为本人在 彰化师范 大学 (学院 ) 物理 系所 组 88 学年度第 2 学期取得 硕 士学之论文。 论文名称： 氮化铟镓单量子井结构光学特性之研究 同意 不同意 本人具有著作财产权之论文全文资料，授予行政院国家科学委员会科学技术资料中心、国家图书馆及本人毕业学校图书馆，得不限地域、时间与次数以微缩、光碟或数位化等各种方式重制后散布发行或上载网路。本论文为本人向经 济部智慧财产局申请专利的附件之一，请将全文资料延后两年后再公开。 (请注明文号： ) 同意 不同意 本人具有 著作财产权之 论文全文资料，授予教育部指定送缴之图书馆及本人毕业学校图书馆，为学术研究之目的以各种方法重制，或为上述目的再授权他人以各种方法重制，不限地域与时间，惟每人一份为限。 上述授权内容均无须订立让与及授权契约书。依本授权之发行权为非专属性发行权利。依本授权所为之收录、重制、发行及学术研究利用为无偿。上述同意与不同意之栏位若未钩选，本人同意视同授权。 指导教授姓名： 郭艳光 研究生签名：洪国凯 学号： 8722206 (亲笔正楷 ) (务必填写 ) 日期：民国 89 年 7 月 27 日 . 本授权书请以黑笔撰写并影印装订于书名页之次页。 2. 授权第一项者，请再交论文一本予毕业学校承辨人员或径寄106北市和平路二段 106 路 1702 室国科会科学扳术资料中心王淑贞。（电话 02 3. 本授权书已于民国 85 年 4 月 10 日送请内政部著作权委员会 (现为 经 济部智慧财产局 )修正定稿。 4. 本案依据教育部国家图书馆 (85)图编字第 712 号函辨理。 谢 从东吴大学物理系毕业之后，来到彰化师大就读物理研究所，并且有幸进入郭艳光老师的蓝光雷射与光电半导体实验室从事研究，到现在完成论文己经过两年的时间。两年前，实验室里原本没有任何的实验设备，而且本身对于半导体发光材料的认知不深，因此认为需要三年的时间才能完成硕士学位。但是，如今我己经完成硕士论文，在此我要感谢老师的指导和实验室伙伴们的协助，以及家人的支持。 这两年中，郭艳光老师不厌其烦的从最基础的半导体原理教起，使我对于半导体的认知更上一层，并且引导我当遇到问题时，如何去解决问题；而在实验技术上，也按步就班的细 心指导，使得我能如期完成论文，令我由衷的感谢。另外谢谢实验室的伙伴志原、郁妮、旭晴和雅莲等同学在实验上与生活上带给我诸多的协助和乐趣。对于我的家人，我要感谢他们无时无刻给予我支持与鼓励，让我能顺利完成硕士学位。 在此，我要特别感谢国立中央大学电机工程系的綦振瀛教授，提供论文所使用的 化铟镓晶片。此外，感谢本系的林践老师提供 拟软体帮助我完成论文，并且担任我的论文口试委员，也感谢黄满芳博士拨冗远道而来，担任我的论文口试委员兼 论文考试委员会主席 。 v 目 录 目录 . v 中文摘要 英文摘要 图表索引 x 第一章 绪论 . 1 第二章 氮化镓材料与光学特性简介 5 板 . 5 晶法 . 8 化镓材料与光学特性的简介 . 11 第三章 光激萤光法量测 14 激萤光法原理 15 验仪器的简介 15 一量子井结构介绍 . 21 验结果与讨论 . 22 第四章 件模拟 35 验数据与 模拟结果 的比较分析 37 一量子井雷射 43 第五章 结论 . 50 参考文献 51 文摘要 本论文主要在研究量子井结构的氮化铟镓蓝光材料的光学特性与温度以及激发功率之间的关系，并且利用半导体模拟程式做比对分析。研究 结果显示，实验与理论之间有很好的一致性。 在实验方面，我利用光激萤光法 ， 研究以有机金属化学气相磊晶法成长在 过详细的分析之后，我们发现此一 片 在低温时的发光机制为 辐射结合所主宰，而在高温时非辐射结合的影响是不可忽略的。 在数值模拟与分析方面，我使用购自 司的拟软体来分析元件的各项光学与电子特性。首先，我找出适当的 模拟结果与实验之间能取得良好的一致性。接下来，我以 拟 一量子井雷射的光学与电子特性，并探讨雷射性能与温度之间的关系。 此外，我也探讨 件的临界电流与温度之间的关系， 此一分析结果可以作为将来成长 子井雷射的参考 。 n I of a In a is as an to of is a is to of aN is on a by In at is is is an at On is to of of I of an ix to is to to of as of is of be as a of x 图表索引 晶格常数与能带间隙关系图。 . 3 构示意图。 . 8 双流 统的示意图。 . 10 学量测系统架构图。 . 16 移台构造图。 . . 17 单色分光仪及反射式光栅 示意 图 。 . 18 . . 18 一量子井结构 。 . 21 均匀性分析测量点分布图。 . 23 (a)发光波长与位置关系图 (b)半波宽与位置关系图。 . 23 室温的 (a)(0b)(2. 25 测量点 A、 B 和 C 点之中 心波长与温度变化图。 26 量点 A 、 点之 27 A 点的变温之发光频谱图。 27 点光子能量与温度之间的关系图。 . 29 点之 温度之间的关系。 . . 30 点之 温度之间的关系。 . 30 度 19 K、 100 K 及 150 K 时，测量点 A 点 激发功率之间的关系图。 . 32 量点 L . 34 一量子井增益档设定结构。 . 37 物质增益频谱图。载子浓度设定在 025025 画出六条线，分别为 025、 025、 025、025、 025、 025 . 39 自发辐射频谱图，载子浓度设定在 025025 画出六条线， 025、 025、 025、 025及 025 . 39 中心波长随温度变化关系图， 拟和实验值 A 比对， b= 子井宽 =. 41 总自发辐射速率和 温度 的关系图。 . 41 一量子井雷射。 . 43 一量子井雷射能带结构图。 44 掺杂浓度分布图 (a)施体浓度 (b)受体浓度。 . 45 电子电洞的浓度分布。 . 45 射输出功率与电流关系图。 . 46 一量子井雷射的远埸分布图。 . 47 射输出功率与电流的关系图 ( . 48 00K、 250K、 300K 及 350K 时，雷射输出功率与电流的关系图。 . 49 界电流 (温度之间的关系图。 . 6晶格常数温度膨胀系数和能阶图。 7 表 个基板的特性比较。 . 7 1 第一章 绪 论 红黄光的发光二极体（ 称 雷射二极体 (称 经发展多年，并且已经商业化了。然而氮化铟镓蓝绿光材料发展缓慢，直到 1991 年成功的成长出 P 型材料后 1，才引起全世界的研究团体注意。 化物可发出紫外线到 红光 范围的发光频谱，配合高亮度的 化物红黄光二极体，使得二极体的应用范围 增加，实现了全彩的萤光幕、户外看板及白光灯泡等应用。另外，交通号志的灯泡可换成红光、黄光和绿光 为 寿命期长、不易损害、耗电量低、和发光效率高，所以可以节省大量的人力、维修费、和电费。 在光学记录的应用上，由于 1996 年 10 月 表在室温（ 20）可以连续操作（ 氮化铟镓 蓝光雷射，使得 光学记录在容量上有了很大的发挥空间。目前的数位多功能光碟 (统中所使用的光学读取头的材料为磷化铝镓铟 (所使用发光的波长为 红光，而我们由光学原理得知入射光波长愈短，经透镜聚焦后可得到的光点愈细 2，因此，使用蓝光半导体材料来代替红光半导体材料，可以使得 碟片单位面积上所能记录的容量增加。 2 制作蓝光发光二极体的材料是采用宽能隙的物质，主要有三类：碳化硅 ( 硒化锌 ( 氮化镓 (列化合物等材料。这三类物质的能阶和晶格常数如 示。 的碳化硅 (于具有良好的热传导性，而且 杂方便容易形成欧姆接触，加上操作稳定，因此是最早用于 商业化的蓝光半导体材料。然而其能带属于间接能隙型，发光效率低，而且不易制成异质结构，使碳化硅的发展受到限制。 的硒化锌 (直接能隙型的光电半导体材料，在室温时能带间隙为 ，发光的颜色为蓝光，而且具有晶格匹配度良好的砷化镓基板，但是发光性能比碳化硅及氮化镓发光二极体差，另外，它有严重的载子自补偿 (问题 4，因此元件发光效率差、缺陷多、生命期相当短。 电半导体元件的长晶温度 (约 1050 )比 的半导体元件 (400 )高很多，而且经过退火处理后原子排列紧密，使它的结构稳定而且较为坚硬，形成元件后不易损坏并且具有高融点的特性。另一方面，氮化镓的制程与硅技术相容，易于形成异质结构，而且其能带结构为直接能隙型，因此被视为最适合发展蓝光元件的光电半导体材料。虽然氮化镓元件没有晶格匹配的基板，而且 杂不容易 1，但是这些问题已经被一一克服，因此，氮化镓光电半导体材料已经凌驾碳化硅与硒化锌，成为蓝绿光与紫外线最重要的半导体材料。 3 氮化镓是氮化铝镓铟 ( 元化合物的简称，它是由二元化合物氮化铝 (氮化铟 (与氮化镓 (合所形成的。另外，从 知氮化铝、氮化铟、与氮化镓的能带都是属于直接能隙型，所以氮化铝镓铟的能带也是属于直接能隙型，因此可以预期氮化铝镓铟的发光效率应该很高，可以应用在 。又因为氮化铝的能带间隙为 6.2 化铟的能带间隙为 化镓的能带间隙为 3.4 此氮化铝镓铟可利用调整不同的成份比例，使得能带间隙从 化到6.2 个发光范 围涵 盖红光、黄光、绿光、 蓝光和紫外光，对于制作可见光 言是很好的光电半导体材料。 由于上述 氮化物系列的种种好处，氮化物在光电半导晶格常数与能带间隙关系图。 . 4 体材料是相当具有前景的，因此值得我们研究其物理性质，并且应用到日常生活中。而本篇论文研究方向只是针对氮化铟镓(光学特性，没有加入有关 成份，所以发光范围仅限于 3.4 所采用的研究方法是光激萤光法(称 从 光谱图中可以得到发光强度、中心波长、和频宽，进而推得元件的发光特性和是否有深层能阶存在。此 外，我也同时利用购自 司的半导体模拟程式 执行模拟与比对分析。经由理论的模拟预估，可以事先得知元件的特性与效能，以节省长晶和制程的支出。 5 第二章 氮化镓材料与光学特性简介 由于氮化铟镓具有很宽的直接能隙范围 (1.9 .4 强劲的化学结合键 (高硬度 )、与良好的热传导性 (散热佳 )等特性，长久以来便是光电材料中最具潜力的一个系统。据一般预测，这类半导体将是在蓝绿光波长操作下极具潜力的光电元件材料。我们在研究氮化铟镓过程中，必须对于氮化物磊晶的结构及其磊晶的方法加 以了解，因为成长过程和元件的结构成份影响了元件的品质和发光特性。因此，我在这一章节中针对氮化物的基板、磊晶法、和材料本身的性质做一概略说明。 板 氮化物和以往的半导体元件不同，并没有晶格常数相匹配的基板 (基板的晶格常数匹配程度决定元件的缺陷多寡，进而影响元件的发光效率和寿命。所以半导体元件在磊晶时，第一步是基板的选择。氮化铟镓是利用氮化镓与氮化铟所长成的，所以要考虑氮化镓与氮化铟的晶格常数 (如表 。本来最好的基板应该是氮化镓，但是目前没有氮化镓基板，只能用其他材料 替代。而一般常使用的基板材料有碳化硅 (6蓝宝石( 6 碳化硅基板有几个优点，例如它跟氮化镓的晶格较为匹配，膨胀系数跟氮化镓也较为接近，而且可以掺杂其他物质使碳化硅导电，因此可以简化整体结构。另外，碳化硅基板可以直接断裂形成共振面，制程较简单。但是，碳化硅的价格较为昂贵，而且其特性波长为 427 吸收在 427 下的发光波长， 因此并没有被大量的使用。 蓝宝石基板与氮化镓具有很大的晶格不匹配度 (约 )，而且本身不导电，另外， n 型电极与雷射 共振面的制作往往需要使用干性化学蚀刻技术，制程较为复杂。 但是蓝宝石基板也有不少优点，首先，在市面上可以买到大面积、高品质的蓝宝石基板，而且价格便宜、硬度高、可以耐高温，另一方面，对于蓝绿光与紫外线而言蓝宝石基板是透明的。目前在蓝宝石上长晶的技术已经相当成熟了，而且可以利用缓冲层技术减小晶格不匹配的缺陷问题，所以目前蓝宝石基板是最被广泛使用的基板 (蓝宝石和碳化硅的比较如表 示 )。 7 ) ) ) a=c=) a=c=4.2 ) a=c=) 6a=c=.2 ) a=c=.5 .5 个基板的特性比较 5 电性 无 有 晶格不整合性 热传导率 K 热膨胀 比 ， 产生压缩应力 比 ， 产生抗拉应力 晶元尺寸 直径 2 吋 直径 价值 数万日圆 1015 日圆 制造公司 瓷 美 外一种较佳的基板是 它是从在基板上长 冲层的方法衍生出来的，目的在于减低由于晶格不匹配所产生的晶格错位延伸到活性层内部。而 构造图如 示，其制作的方法是在基板上先长一层约 2 m 厚度的 冲层，再将厚 0.1 m、宽 6 6晶格常数、温度膨胀系数和能阶图。 (D: I: 1 8 的 。在 06 在两个 称为 )的晶格错位密度为 08 与直接将元件长在蓝宝石基板上的晶格错位密度 010 相当程度的改善 6,7。 以上所说明的三种基板是目前最常用的基板，但是也有其他的物质被用来做为基板，例如 、 、 、 0等。不过目前主要的基板仍然是前述三种，因此在此不对其余种类的基板多做说明。 晶法 在这小节将简单的介绍 前较常用的长晶法有：有机金属气态磊晶法 (称 和气态分子束磊晶法 (称 种。 构示意图。 9 反应物在基板上相遇时会产生化学反应而形成薄膜，其中主 要的反应物有三种有机化合物，分别为三甲基镓 (称供镓原子的来源，三甲基铟 (称 供铟原子的来源，三甲基铝 (称 供铝原子的来源；另外氨气 (提供氮原子的来源。 用来做反应物的是 而 为提供 源。在磊晶时，可以利用薄膜干涉的现象来推算出即时的磊晶的厚度，在 R 以测量磊晶薄膜的厚度。因为且可以得到品质颇佳的元件，所以商业上的产品制造，主要采用 关于 应炉的设计，值得一提的是 书中所提到的双流 统，其设计的概念是利用两个不同方向 的气流夹带反应物到基板上作用，如 示，其中主要气流携带反应物 2从平行于基板的方向进入，另一次要气流是从基板正上方垂直进入，组成的气体有 2，目的在于将反应物压制在基板上，不会因为在高温 (1050 )成长时所引起的热对流的现象，使得反应10 不均匀，因此能抑止三维岛状结晶的形成，进而减小晶格错位、增加载子的迁移率 (使得晶体的品质变好。 11 相对于 晶法， 晶法则使用物理的方法，在超高真空 (小于 10，受到加热的原子或分子在基板上反应形成单一层的磊晶层。使用在 的 晶法和传统的所不同，其不同处在于利用气态 的来源，因此被称为气态分子束磊晶法。然而就长晶温度而言， 温度低，而做为氮来源的 低温下呈现稳定状态且不易分解，使得成长薄膜的速度减小，因此造成 展成为 主要长晶法上的困难。但是 有高真空长晶环境可以得到高品质的薄膜，同时也可以探讨不同构造和块材的界面特性，目前 要是用来研究半导 体的量子现象 12。 流 统的示意图。 2 2+1 化镓材料与光学特性简介 氮化铟镓是利用氮化铟和氮化镓所形成的三元化合物，一般表示式为 x 值表示铟的百分比，是由镓和铟混合的比例来决定的，可在长晶过程中利用反应物的流量来控制。而两个物质混合之后的能带间隙和原本物质的参数有关，所以从相关文献 11,13得知 能带间隙可以表示为： )1( )1()( 1 a NI n 室温时 室 温时 x 值表示氮化铟所占有的百分比，其中 b 值称为 (2中 x(1是可以理解的，当其中一个物质所占的比例较小时，两物质彼此之交互作用力的高次项是可以忽略的，但是对于更高浓度比例的混合会导致高次项的出现，而 混合的常数，可由实验量测来推算。但是，目前对于 1一书中提到 b 值为 1.0 是有其他的论文提到不等于 1.0 值，如 b=2.6 4、 b=0.6 5， 甚至 S. C. .8 3.2 值 6，同时也说明因为成份比例和测量方法的不同，所具有的 b 值也会有所差异。 在氮化物系列的材料中，具有一种特殊的效应严重影响元件的应用。许多氮化镓晶片的发光频谱在 570 2 12 并不是由氮化镓的 迁所产生的，此一现象称为于这种现象 已有学者提出其跃迁模式、产生原因、和改进的方法。 迁模式可能为 ,16。后来实验证明，实际的跃迁模式应该为前者，而产生的原因则是由于 空缺所造成。如果要改善 现象，只需要将长晶物质的流速增加，使得 空位被填满，另外掺杂 为 化镓时也会有 所改善 17，因为在 化镓中 代替 位置，所以可以消除 成长高铟含量的氮化铟镓薄膜是一项高难度的工作，最近已经有论文发表可以成长高浓度的铟的薄膜，而且浓度高达80%18,19。另一个可能影响氮化铟镓薄膜品质的重要因素是 就是 膜中不是均匀分布的，而且不会因为磊晶方法的不同而消失。造成 原因是由于 晶格常数相差相当 (11%)18，使得固相融解性 不佳，因此在磊晶过程中造成 岛状分布或是形成 域。 因为 的材料是良好的压电材料 20所以如果在磊晶层中有应力存在，就会产生强大的电埸。然而氮化铟和氮化镓的晶格长度相差甚大，具有 11%的不匹配度，因此就结构为双异质结构 (言，从13 人 14所提出氮化铟镓的晶格长度 1 x x 为氮化铟的成份比例， ， ，所具有的应力型式为 2，因此在氮化铟镓和氮化镓磊晶层的交界处产生大量的应力，形成压电场(在文献 204中也提到压电场使能带构造倾斜，产生 进而使得有效的能带间隙变小，因而造成发光波长呈现红位移现象，所以具有应力的氮化铟镓比没有应力的氮化铟镓存在较大的 位能变形的量则是由 小所决定的。 14 第三章 光激萤光法测量 光激萤光法是研究发光二极体与雷射二极体光学特性的重要方法之一，它是一种简单、可靠、快速以及非破坏性的量测方法，经由适当光源的照射，半导体元件之价电带 (电子将会被激发，进而跃迁到导电带 (或其他较高能阶，当导电带或较高能阶的电子自发的跃迁回到价电带的时候，会释放出光子，而这些光子的波长就是导电带或较高能阶与价电带之间的特性波长。 经由量测半导体元件辐射光子的强度、频谱分布以及频宽，我们可以知道半导体元件的制作品质与成份，以及是否有深层能阶 (在。透过测量与分析，我们可以知道晶片品质是否良好。另外，改变雷射光照射在晶片上的位置进行测量，若得到的频谱没有随着位置的不同而有显著变化，则可以推论晶片的成长是均匀的，反之则否。 15 激萤光法原埋 在自然的状态之下，半导体材料内部的电子倾向于留在较低能量的价电带。经由适当光源照射，价电带内的电子会被激发，进而跃迁到较高能阶的导电带或深层能阶，当电子跃迁回到价电带的时候，会释放出光子，而这些光子的波长就是这个 半导体材料的导电带与价电带间的特性波长。我利用 氩离子雷射 雷射为入射光源，选取适当的雷射波长，将样品中的电子由价电带激发到导电带，这些电子便自然由导电带跳回价电带而放出光子，由于所发出的光很微弱，因此称之为萤光。 验仪器的简介 学测量系统架设如 示，可以概分为激发光源、温控系统、光学系统、和侦测器等四大部份。主要的仪器有 氩离子雷射 ( 单色分光仪 (光电倍增管(称 电耦和器 (称 锁定放大器 (小反射镜、透镜组、及光纤等。 我们利用氩离子雷射做为激发光源，氩离子雷射输出光源有可见光和紫外光两部份，可见光最强的两条输出波长为绿光 514.5 篮光 488.0 他还有 501.7 496.5 476.5 6 472.7 457.9 波长 可供使用。 紫外光部份的输出波长在333.6 363.8 范围之间，51.4 363.8 紫外光输出的共振腔镜组和可见光适用的镜组不同，因此在改变输出紫外线时，必须将镜组 (输出镜与反射镜 )更换成紫外光适用的镜组。 待测晶片固定于圆形铜片上后，放置在圆柱形真空腔中，晶片温度利用固定在铜片背后的温度侦测器所测量。而元件的温度则由温控系统控制，温控系统是由闭循环式氦冷却系统与电热器所组成，其温控范围为 10K 至 325K。另外，整个真空腔架设在学量测系统架构示意图。 17 一个可调整的底座上，其构造如 示，底座上具有可以利用电脑操作的 移台，提供了做晶 片均匀性分析的能力。 单色分光仪的构造如 a)所示，单色分光仪内的反射式光栅示意图如 b)所示 ，由光学原理 可 知 建设性干涉条件 为m=( m 为整数， 为入射光波长， (光程差。从图中知入射角 i = 射角 m = d m， d i， d 为两反垂射面之间隔，所以 m = d (i +m )。当入射光经过光栅之后，不同的波长将会有不同的反 射角，因此达到分光的效果。 另外，在分光仪中具有三片反射式光栅，规格分别为中心波长在 500 00条 /心波长 500 移台构造图。 18 200 条 /及中心波长 300 200条 /片反射式光栅分别适用于不同的波长，并且以条纹密度决定其解析度，以条纹密度 1200/光栅而言，其解析度为300/四倍。 单色分光仪及反射式光栅示意图。 19 简称 侦测器是由横方向 1340颗、纵方向 100 颗硅的光 侦测器所组成，每一硅侦测器的大小为20 m20 m，而 示 于不同的波长的图中得知侦测器的量子效率随波长不同而有所差别，其最佳的侦测区域在可见光 550 700 间，具有 80%的量子效率，另外在紫外线部份具有特别镀膜，因此具有 40%量子效率。而长波长的部份，在 950 后的侦测效果不佳，这是因为 能带间隙为 1.1 以 1050 后的波长完全无法测量。 使用 量的时候， 目与曝光时间必需前后一致，因为 数目与曝光的时间会影响实验的结果， 测量到的讯号会越强，所以若要测量强度与某变数间的关系，就必需选用相同的 目与曝光时间。但是在室温时 讯大，因此需用液态氮来冷却 降低由系统所造成的热杂讯。因为硅侦测器只能测得光的强度，所以波长侦测是利用单色分光仪中的光栅分光来决定，当入射光经光栅分光之后，不同波长的光线打在 不同的位置，而不同的位置有其相对应的波长。 从 看到 在光学路径的设计上，氩离子雷射的正前方有 一小反射镜，可将雷射光 90反射后再经过一焦距为 10 平凸透镜打到待测晶片上，如此经由晶片与光学镜面反射的雷射20 光可以被反射镜阻挡，避免雷射光入射到 。而待测晶片的位置恰好在凸透镜的焦点上，待测晶片受雷射光激发的面积约为4,000 统的收光是利用透镜将晶片发出的萤光收集，经由另一端透镜组聚焦进入光纤，再传送到单色分光仪中分光之后由 测。 21 一量子井 结 构介绍 实验上的待测晶片为 量子井结构，其构造如 一晶片是 利用 晶在蓝宝石基板上，为了减低由于基板与 格不匹配所造成缺陷，因此在基板上长一层厚度约 1.5 m 的 冲层，来减少晶格错位延伸到活性层。再来是掺杂 覆层， 厚度为 10 掺杂浓度为 11018 为 易成长，所以在这晶片中活性层被夹在两层 覆层之间，而 活性层成份是 度为 2.5 后一层为 保护层。 一量子井结构。 i i 15 1.5 m 10 n11018 2.5 10 n11018 2 验结果 与讨论 在实验过程中，所使用的雷射输出波长为 51.4 雷射的操作电流为 培，输出功率为 80 场设定为高磁埸。因为 发光波长大约在 455 右，所以单色分光仪的光栅是选择适用于中心波长在 500 条纹密度为300 条 /光栅，因此一次可读取的频谱范围为 120 测器的数目是使用 134010 个，积分时间为 100 实验系统准许我们做均匀性的分析，因此在室温和最低温时，从晶片上取 9 点不同的位置来做比较，藉以观察晶 片的均匀度，测量点在晶片上分布的位置如 示。 a)中横轴为X 的位置，可以和 比较，从图中看出不同的位置具有不同的发光波长，但是在相同的 X 轴具有相近的波长，因为发光波长是和 成份比例有关，因此可以推知在相同的 X 轴上具有相似的 例，但是同一 Y 切面所得之发光波长有所差异，可见在Y 轴上 变化量较大，这又可以从半波宽 (称 到相同的验证， 3.7(b)是各点的半波宽大小。 23 44 044 545 045 546 00 1 2 3 4 5Y = 0 m 2 m 4 m - po s i t i o n ( m m )152025300 1 2 3 4 5Y = 0 m 2 m 4 m - po s i t i o n ( m m )匀性分析测量点分布图。 a)发光波长与位置关系图 (b)半波宽与位置关系图。 (注：温度 =300 K) 24