因為磊晶技術上材料應力釋放問題還是目前最大的困難點，所以 目前這類型的結構在研究領域上，只有德國的 Hannover 大學發表過 全部經由磊晶機台磊晶而成的元件，然而因為布拉格反射鏡在導電性 上有不良的問題，所以該團隊是利用電子束來激發元件，尚無法以電
流灌入的方式達成。而且該元件是否會因材料間應力過大，產生裂痕 影響了元件的品質，都是需要考慮的問題。以分子束磊晶機台(MBE) 或是有機金屬化學氣象沈積機台(MOCVD)來說，光是要磊晶成功一個 上層或是下層布拉格反射鏡就要花上許多時間，更何況是上下層均需 採用布拉格反射鏡的元件，磊晶的耗時尤其以分子束磊晶機台更為嚴 重，即使在技術上能成功地達成元件的製作，然而單以耗時的因素來 說，也難以達到量產化 18、 19。
在敘述了以上目前氮化鎵材料的面射型發光元件研究方向後，本 研究採取上面敘述中的第三種結構：以半導體布拉格反射鏡搭配介電 質布拉格反射鏡的面射型發光元件為方向，也因為這是目前欲成功製 作藍光 VCSEL 元件最可行的結構。雖然目前反射鏡之反射率未能達到 99％以上，因此不足以達到 VCSEL 元件的基本條件，但期望能在本研 究中建立起氮化鎵垂直共振腔面射型雷射元件製程與經驗，之後能對 於垂直共振腔面射型雷射元件的發展有所貢獻。本論文中的第二章-原理，包含了 1. Fabry-Perot 共振腔之原理與特性 2.布拉格反射鏡 之原理與特性 3.所用來測量面射型發光元件其特性參數之各項儀器 測量原理。第三章-以有機金屬化學氣相沉積機台成長氮化鋁與氮化 鎵布拉格反射鏡，其中包含 1.以 AlN 與 GaN 材料來成長 DBR 優點 2.DBR 的原理與特性 3.DBR 製作與結果討論。第四章-面射型元件之磊晶結
構、分析與製程，其中包含 1.元件結構設 2.由一般 LED 之光激發螢 光光譜與Ｘ光繞射光譜，來分析多層量子井之特性 3.調整 DBR 之高 反射區以符合量子井發光波長 4.面射型發光元件之光激發螢光光譜 5.元件製程之程序。第五章-測量結果與討論，其中包含 1.電激發螢 光光譜之結果與分析 2.元件電壓電流曲線之測量結果。第六章-結論 與展望。
第二章 原理
本章中將會詳細介紹共振腔的特性與原理，還有用以表示共振腔 品質的參數，接著介紹布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflector -DBR)的工作原理與常用的參數，最後會介紹論文中用來量測各項材 料與元件特性的儀器基本工作原理。
2-1 Fabry-Perot 共振腔的原理與特性
2-1-1 共振腔之工作原理
共振腔的特性最早是由 Fabry 與 Perot 兩位學者所研究，所以稱 之為 Fabry-Perot 共振腔或簡稱為 FP 共振腔。最簡單形式的光學共 振腔即是由兩面平行的反射鏡所構成，當光在一共振腔中來回震盪，
會 有 建 設 性 干 涉 (Construction interference) 與 破 壞 性 干 涉 (Destruction interference)兩種效應，如圖 2-1a 所示。當兩面鏡 子(非為 DBR 結構)邊界處均為節點位置時，可形成駐波，即是建設性 干涉，稱之為允許存在的光學模態(Allowed optical mode)或是穩定 的光學模態(Stable optical mode)；若是不滿足這條件則成為破壞 性的干涉，稱之為不允許存在的光學模態(Disallowed optical mode) 或是衰減的光學模態(Attenuated optical mode)。
圖 2-1a 建設性與破壞性干涉示意圖
如下圖 2-1b 所示，存在由兩面平行反射鏡 M1、M2 所構成的共振 腔，共振腔腔長為 Lc，且反射鏡 M1、M2 對於電場的反射係數各為Γ
1、Γ2，在共振腔外部存在有一個激發光源，光源強度為 Ii、電場強 度為 Ei，當光經由穿透進入共振腔後，其光強度為 I0、電場強度為 E0。光在共振腔中震盪傳播時，電場的相位的變化可用 e(-jkL)表示之，
其中
λ π
k = 2 n
為波數，n 為共振腔內介質的折射率、λ為光在介質中的 波長、L 為光傳播的距離。當光完整來回共振腔一次所行走的距離為 2Lc，欲形成建設性干涉，則必須滿足2 k × Lc = m × 2 π
，其中 m 為整 數。將λ
π
k = 2 n
帶入上式，可得共振腔的腔長必須滿足m n
Lc
2× λ
=
，才能形成建設性的干涉；相反地來說，當存在一固定腔長的共振腔中，
只有滿足
m n× Lc
= 2
λ
條件的波長，才能在共振腔中形成共振。Construction Interference Destruction Interference
圖 2-1b 光學共振腔示意圖
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