無螢光粉量子點白光發光二極體之設計製作與覆晶封裝之研究(I)

自90年代初期日亞公司(Nichia)開發出第一顆由藍光LED為基礎加上YAG螢光粉的白光 LED問世後，帶起固態照明技術突飛猛進的世代。LED具有體積小、壽命長、可靠度高、低 消耗功率、反應時間短、低操作電壓等優點，因此LED已成為本世代的照明的主流；近期重 點則專注於提升白光LED發光效率、螢光粉之穩定性與光的演色性(CRI)等等，其中更包含各 種無須螢光粉之白光LED結構。在磊晶生長時晶格不匹配會導致應力(strain)產生，應力晶釋放會有缺陷(Interstitial defect) 產生及相分離(phase separation)的現象，例如在氮化鎵和氮化銦結構中會有銦聚集(Indium-rich) 的現象，因而可以形成自聚集量子點(Self-assembled QDs)，理論上透過量子點大小可調製LED 發出400nm至800nm各色的光。本次申請計晝的研究目標，就是研究和製造的無螢光粉量子點覆晶式(Flip-chip)白光LED， 本計晝中之LED結構包含多層堆疊的量子井和量子點結構。其射出之白光由主導藍色光的量 子井(BQW)和主導橘色光量子點(OQD)所混成。研究第一年重點，我們先設計磊晶結構，並利 用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD)等半導體製程設備製作QW-QDs WLED晶粒，防止OQD 分布不均勻以及QW與QD間電子之交互躍遷(inter transition)。第二年重點，在完成晶粒製作， 以及解決目前相似結構因過熱只能PL發出白光，無法EL發出白光之問題。我們將使用超音 波覆晶鍵合技術，將LED晶粒與高熱傳係數的子基板鍵合製作出覆晶式量子點白光LED，元 件完成後利用I-V、積分球及光激螢光光譜等不同方式進行光學和電學特性分析，尤其探討其 在演色性及發光效率的特性及改進。

系統編號:PB10507-1729
原計畫編號:MOST105-2221-E182-056