Abstract
在本論文中，我們成功地利用低壓的有機金屬氣相磊晶成長技術，製作了橙光的磷化鋁鎵銦發光二極體。為了解決成長磷化鋁鎵銦磊晶層時所發生的問題，我們以兩種不同的基座；磷砷化鎵及偏角度砷化鎵基座，來成長晶格匹配的磷化鋁鎵銦發光二極體。研究結果顯示：以相同的發光波長來比較，利用磷砷化鎵基座來成長的磷化鋁鎵銦磊晶層，其所含的鋁含量低於成長在砷化鎵基座的磷化鋁鎵銦；亦即，利用此基座來成長磷化鋁鎵銦，具有降低因為高鋁含量在磷化鋁鎵銦磊晶層所衍生之問題的好處。另外，我們研究以四個不同偏角度方向及大小的砷化鎵基座來成長磷化鋁鎵銦磊晶層，並且利用其光學及電的特性，來選擇最適當的方向。對於得到的結果，我們以物理的模型加以解釋得知，利用偏向 [110]方向的砷化鎵基座，最適合於解決成長磷化鋁鎵銦所衍生的問題；它具有減少深層位階、減少能代縮減、降低表面不平度及增加電洞濃度的好處。於是，我們利用這種基座來研製發光二極體。首先研究異質接面的介面；利用光激光譜、Ｘ光照射及穿透式電子顯微鏡的分析可以得知，我們可以得到寬度為九埃的量子井，證實了擁有很好的界面。隨後，對於雙異質接面的磊晶層，利用光激光譜和電激光譜強度的分析，找到了被覆層最佳的雜質濃度，利用這個濃度，可以得到最高的光輸出。同時也分析出在較高的雜質濃度下，限制光輸出的機制為界面復合及被覆層的吸收。為了更提昇光的輸出，論文中亦探討了磷化鎵窗戶層的成長，其中磷化鎵與砷化鎵的晶格常數相差有 3.6% ，利用偏角度砷化鎵基座，我們成功的成長了 7.5微米的磷化鎵於磷化鋁鎵銦雙異質接面的磊晶層，並且具有光滑的表面；其中，以偏十五度角的砷化鎵基座所成長的磷化鋁鎵銦發光二極體，在二十毫安培的順向電流下，擁有 2.5燭光的亮度，足夠提供戶外顯示幕之使用。