GaN/InGaN tabanlı LED çip fabrikasyonu ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of GaN/InGaN based light emitting diodes (LEDs)
- Tez No: 526181
- Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ UZUNSOY, PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: InGaN/GaN kuantum kuyulu LED, hızlı ısıl tavlama, yansıtıcı tabaka, akım yayma tabkası, indiyum kalay oksit, InGaN/GaN multi quantum well LED, rapid thermal annealing, reflective layer, current spreading layer, indium tin oxide
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 53
Özet
Bu çalışmada, InGaN/GaN çoklu kuantum kuyu tabanlı mavi Işık Saçan Diyot'ların (LED) c-düzlemli safir alttaş üzerinde başarılı bir şekilde fabrikasyonu yapılmış ve karakterize edilmiştir. Mavi dalgaboyu'nda ışık saçan LED çip'lerin üretiminde kullanılan epitaksiyel malzeme, Metal Organik Kimyasal Buhar Biriktirme (MOCVD) sistemi kullanılarak büyütülmüştür. Fabrikasyon ve karakterizasyon çalışmaları için iki örnek hazırlanmış, LED-A örneğinde p-GaN kontak üzerine Ni/Au tabakası geçirgen ohmik kontak olarak kaplanmış, hemen ardından hızlı ısıl tavlama işlemi yapılarak difüzyon yapması sağlanmıştır. İndiyum Tin Oksit (ITO) malzemesi akım yayma tabakası ve ışığı geçirgen malzeme olarak kaplanmış ve Ni/Au/ITO metallerinin p-GaN yüzeyine olan kontak direnci 2.45∙10-2 ohm·cm2 seviyesinde ölçülmüştür. LED-B örneği ise, çip'in ısınma ve yüksek seri direnç problemine bir çözüm olup olamayacağını anlamak amacıyla ters çip fabrikasyon yöntemi ile yapılmıştır. Çalışmada ayrıca, LED-A örneğinden farklı olarak Ni/Au p-kontak metalizasyonu üzerine, yansıtıcı katman olarak Ni/Ag kullanılmış, Ni/Au/Ni/Ag metallerinin p-GaN yüzeye olan kontak direnci 3.5∙10-3 ohm·cm2 olarak ölçülmüş ve ışığın arka safir tarafından çıkması sağlanmıştır. LED-A ve LED-B örneklerinin Ti/Al/TiB2/Au metallerinin n-GaN yüzeyine yapılan kontak dirençleri sırasıyla 1.74∙10-6 ve 7.72∙10-7 ohm.cm2 olarak oldukça düşük elde edilmiştir. LED-A ve LED-B örnekleri kıyaslandığında, LED-B örneğinin 350 mA akım altında toplam güç ve dış kuvantum verimi değerleri bakımından %47 ve %49 oranında, LED-A örneğinden daha iyi olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
This dissertation presents high performance of InGaN/GaN Multi Quantum Well (MQW) based blue LEDs fabrication and characterization methods on c-plane sapphire substrate in two different configurations. The epitaxial material used in the production of blue light emitting LED chips were grown by Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) system. Two samples were prepared for fabrication and characterization studies. In the case of LED-A, Ni/Au layer was deposited as a contact on the p-GaN then subsequent annealing was performed to get NiOx ohmic form. To spread the current on the whole p-GaN surface, Indium Tin Oxide (ITO) material was deposited as current spreading layer. In the case of LED-B, it was fabricated by using flip-chip fabrication method in order to understand that the chip can be a solution to the heat and high series resistance problem. Ni/Ag was used as a reflective layer instead of the ITO. Ni/Au/ITO and Ni/Au/Ni/Ag to p-GaN specific contact resistances was obtained 2.45∙10-2 and 3.5∙10-3 ohm·cm2 respectively which is quite low for p-GaN contacts. On the other hand, Ti/Al/TiB2/Au to n-GaN specific contact resistances was obtained extrememly low for LED-A and LED-B as 1.74∙10-6 and 7.72∙10-7 ohm.cm2. When LED-A and LED-B samples were compared, it was obviously observed rapid thermal annealed (RTA) LED-B flip-chip fabrication with Ni/Au/RTA/Ni/(Ag) films could provide good electrical and optical properties to improve output power and external quantum efficiency (EQE) about 47 % and 49 % respectively at 350 mA current.
Benzer Tezler
- Mavi ışık yayan galyum nitrür esaslı çoklu kuantum çukur içeren diyot yapılarda enerji düzeylerinin belirlenmesi ve lüminesans deneyleri ile irdelenmesi
Investigation of energy levels on gallium nitride based multiple quantum well blue light emitted diode structure through luminescence techniques
SELİN İNCE KAHRAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN ÖZDEMİR
- Electric field dependent optoelectronic nature of InGaN/GaN quantum structures and devices
InGaN/GaN kuvantum yapılarının ve aygıtlarının elektrik alana bağlı optoelektronik doğası
EMRE SARI
Doktora
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Improvement of luminescence properties of zinc borosilicate glasses for white led applications
Beyaz led uygulamaları için çinko borosilikat camların lüminesans özelliklerinin geliştirilmesi
SENA DAYIOĞLUGİL
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- Novel hybrid light emitting diodes with multiple assemblies of nanocrystals to generate and tune white light
Beyaz ışığın ayarlanması ve üretilmesi için yeni melez nanokristal tabanlı ışık yayan diyotlar
SEDAT NİZAMOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Enhancing light extraction efficiency of IngaN/GaNmulti quantum well light emitting diodes with embedded two dimensional photonic crystal structures
İki boyutlu fotonik kristal yapıları gömülü IngaN/GaN çoklu kuantum kuyulu ışık saçan diyotların ışık çıkarım verimlerini artırma
ALİ GÜNEŞ KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİM ÇIRACI
YRD. DOÇ. DR. AYKUTLU DANA
YRD. DOÇ. DR. BİLGE İMER