發光二極體接面溫度理論與實驗的研究 = Theoretical and experimental studies on junction temperature of light-Emitting diod
李宸毅、廖豐標, 陳昭翰
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摘 要
隨著發光二極體的發光效率提升，發光二極體逐漸受到照明市場的青睞與關注。除此之外，發光二極體壽命長、反應速率 快、體積小、發光效率佳、省電而環保。本研究是採用自動化接面溫度量測系統進行測量，並先後使用國家晶片系統設計 中心(CIC)提供美國Synopsys, Inc.的半導體製程與元件模擬軟體(Technology Computer-Aided Design, TCAD)─Taurus TCAD
（包含Taurus TSUPREM-4和Taurus Medici），以及國家高速網路與計算中心提供同樣是美國Synopsys, Inc.的半導體元件 與製程模擬軟體─Sentaurus TCAD（包含Sentaurus Process和Sentaurus Device），來模擬發光二極體的特性，並將元件特 性的量測結果與模擬結果比較，以提供製作高效率及可靠的發光二極體研發方向。因此，本研究在完成一系列發光效率與 接面溫度的研究後，將可與工業界在發光二極體的散熱與照明方面進行各項的合作。 關鍵字：發光二極體、順向偏壓、接 面溫度、半導體元件與製程模擬軟體
關鍵詞 : 發光二極體、順向偏壓、接面溫度、半導體元件與製程模擬軟體 目錄
封面內頁 簽名頁 中文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．iii 英文摘要．．．．．．．．．．．．．
．．．．．．．．．．iv 誌謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．v 目錄．．．．．．．．．．．．
．．．．．．．．．．．．．vi 圖目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．viii 表目錄．．．．．．．
．．．．．．．．．．．．．．．．．xi 第一章 緒論 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.1前言．．．．．．
．．．．．．．．．．．．．．．1 1.2研究目的與方法．．．．．．．．．．．．．．．．3 第二章 實驗原理．．．．．
．．．．．．．．．．．．6 2.1發光二極體原理與介紹．．．．．．．．．．．．．6 2.1.1 發光二極體的發光原理．．．
．．．．．．．．8 2.1.2 間接能隙與直接能隙半導體．．．．．．．．．9 2.2半導體材料．．．．．．．．．．．．．．
．．．10 2.2.1 發光二極體發光效率．．．．．．．．．．．12 2.2.2 溫度對能隙之影響．．．．．．．．．．．．13 2.2.3 溫度對波長之影響．．．．．．．．．．．．14 第三章 實驗方法．．．．．．．．．．．．．．．．16 3.1實驗步驟與方 法．．．．．．．．．．．．．．．17 3.2順向電壓法．．．．．．．．．．．．．．．．．18 3.3接面電流與能?關係．
．．．．．．．．．．．．18 3.4接面電壓與溫度關係．．．．．．．．．．．．．20 第四章 量測的結果與討論 ．．．．
．．．．．．．．22 4.1發光二極體結構與量測．．．．．．．．．．．．22 4.2量測方法說明．．．．．．．．．．．．
．．．．22 4.3量測系統電路控制說明．．．．．．．．．．．．23 第五章 模擬的結果與討論．．．．．．．．．．．．
．41 5.1 TCAD Taurus軟體介紹．．．．．．．．．．．．41 5.2 TCAD Taurus模擬結果圖．．．．．．．．．．．41 5.3 TCAD Sentaurus軟體介紹．．．．．．．．．．．44 5.4 TCAD Sentaurus模擬結果圖形．．．．．．．．．45 5.5溫度與 發光二極體的I-V特性曲線之間的關係．．．．55 第六章 結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61 參考文 獻 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63 附錄 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
．66 參考文獻
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