Dissertations / Theses on the topic 'AlGaN/AlGaN Duv Leds'

Le développement des systèmes de télécommunication et de transfert d’informations motive la mise au point de systèmes de transmission qui permettent des débits plus élevés sur des distances plus grandes. De ce fait, les transistors utilisés dans ces systèmes doivent fonctionner à des fréquences et des puissances plus élevées. Différents transistors sont apparus pour répondre au mieux aux contraintes des applications visées par ces systèmes. Les transistors à haute mobilité électronique, HEMT, en nitrure de gallium (GaN) répondent actuellement aux applications allant de 1GHz à 30GHz. Pour ces applications, les HEMT GaN concurrencent avantageusement les technologies bipolaires et BiCMOS basées sur SiGe, les LDMOS Si et SiC, ainsi que les PHEMT GaAs. Même si la filière technologique GaN est encore récente, les HEMT GaN semblent prometteurs. A l’image des autres technologies III-V (InP, GaAs), les procédés de fabrication utilisés pour les HEMT AlGaN/GaN sont complexes et entraînent la formation de nombreux défauts cristallins. Des effets parasites de fonctionnement sont induits par des mécanismes physiques qui pénalisent le transport des porteurs dans la structure. De ce fait, à l’heure actuelle, ces effets parasites ont une influence négative sur les performances de ce transistor. Ils sont principalement liés aux pièges à électrons induits par des impuretés présentes dans le matériau ou des défauts cristallins. Malgré cela, les performances sont très prometteuses et rivalisent déjà avec d’autres technologies hyperfréquences (InP, GaAs, SiC et Si) puisque les HEMTs AlGaN/GaN débitent des puissances de 4W/mm à 30GHz [ITRS08]. Les travaux présentés dans ce manuscrit sont consacrés à l'étude des phénomènes parasites dans les HEMTs AlGaN/GaN. Les composants étudiés dans ce travail proviennent du programme blanc ANR CARDYNAL et ont été fabriqués par III-V Lab Alcatel-Thales. Une méthodologie a été développer afin de permettre la simulation TCAD d’un HEMT GaN dans l’objectif de valider ou d’invalider les origines des mécanismes de dégradation ainsi que des effets parasites. Le courant de grille a été spécialement étudié et un modèle analytique permettant de le décrire en fonction de la température a été développé. Les mécanismes de transport à travers la grille ont aussi été étudiés par simulation TCAD afin de les localiser géographiquement dans la structure du transistor<br>III-V nitrides have attracted intense interest recently for applications in high-temperature, high-power electronic devices operating at microwave frequencies. Great progress has been made in recent years to improve the characteristics of nitride High Electron Mobility Transistors (HEMTs). However, it's necessary to study the mecanisms involved in the electron transport as the mechanic strain on the AlGaN layer, the fixed charge distribution and leakage currents. In this goal, from DC I-V measurements, pulsed I-V measurements and DCTS measurements, TCAD simulation are used to validate the assumption on the origin of the parasitic mechanisms on the electron transport. I-V measurement in temperature (from 100K to 200K) are used to identify the nature of mechanisms (Poole-Frenkel, band-to-band tunneling, thermionic,..). With this method, an accurate study of the gate current was done. To choose the different physical phenomena and which model to implement in the TCAD simulations, an analytical model was developed with a compraison with measurements. These mechanisms are validated by TCAD simulation. The comparaison between I-V measurements and simulation permit to localize (in the transistor) these parasitic mechanisms. In conclusion of this work, a high density of traps in a thin layer under the gate increase the probability of tunnelling current through the gate. When the gate bias increases, the high density of traps in AlGaN layer is using by electrons to leak by the gate. When the gate bias increases, the valence band in AlGaN layer is aligned with the conduction band in the channel. The very thin thickness of this layer (about 25nm) makes possible a band-to-band tunneling

Les hétérostructures AlGaN/GaN ont la particularité de supporter à leur interface des puits quantiques, dont la densité électronique peut atteindre des valeurs aussi élevées que 10 ^13 cm-2 sans dopage volontaire. Ils offrent ainsi la possibilité de fabriquer des composants électroniques de puissance ainsi que des composants hyperfréquences, dans la mesure où leur qualité cristalline permet également aux porteurs de charge d'avoir une bonne mobilité. Nous nous sommes intéressés à l'étude théorique des mécanismes de diffusion présents dans ces matériaux, de façon à identifier la nature des défauts responsables des faibles valeurs de mobilité mesurées sur des échantillons obtenus dans l'état de l'art de la croissance épitaxiale. Nous avons, avant tout, montré par des calculs auto-cohérents, que ces puits quantiques étaient caractérisés par la présence de plusieurs sous-bandes notablement peuplées, ce qui nous a ensuite amené à devoir établir une méthode de résolution de l'équation de Boltzmann, permettant de tenir compte de la possibilité de transitions interbandes, et à devoir établir un formalisme permettant de calculer la réponse diélectrique de ces systèmes multi sous bandes, nécessaire à la détermination des potentiels diffuseurs écrantés<br>Nous avons ensuite abordé l'étude des mécanismes de diffusion intrinsèques, en établissant pour ces systèmes bidimensionnels le potentiel diffuseur associé aux pseudo particules hybrides, résultant de l'interaction entre les phonons optiques et les plasmons. Fort de cette base, qui a permis pour la première fois le calcul de la mobilité théorique maximum, nous avons pu enfin aborder l'étude des centres diffuseurs extrinsèques les plus déterminants Nous avons démontré qu'ils étaient liés à la présence de dislocations ainsi qu'à la qualité des interfaces présentant des rugosités (ou des fluctuations) liées aussi bien à leur structure géométrique qu'à la répartition hétérogène des charges d'interface La comparaison de nos résultats théoriques avec différents résultats expérimentaux a permis de démontrer que les dislocations introduisent des niveaux extrinsèques légers situés à environ 110 meV sous la bande de conduction de GaN et que leur potentiel détermine en grande partie la mobilité des échantillons contenant de faibles valeurs de densité de porteurs, alors que les mécanismes de rugosité, caractérisés par le biais d'un paramètre de corrélation, sont responsables de la chute des valeurs de mobilité dans le domaine des hautes densités de porteurs libres. Ces résultats devraient permettre d'affiner les méthodes de croissance cristalline selon le domaine de densité de porteurs qui sera choisi pour la réalisation des composants

InGaN based blue and near-ultraviolet light emitting diodes and laser diodes have been successfully commercialized for many applications such as general lighting, display backlighting and high density optical storage devices. Despite having a comparably high defect density, these devices are known for their efficient operation, which is attributed to localization in potential fluctuations preventing carriers from reaching the centers of nonradiative recombination. Nitride research is currently headed towards improving deep ultraviolet AlGaN and green InGaN emitters with higher Al and In molar fractions. The efficiency of these devices trails behind the blue counterparts as the carrier localization does not seem to aid in supressing nonradiative losses. In addition, the operation of ternary nitride heterostructure based devices is further complicated by the presence of large built-in electric fields. Although the problem can be ameliorated by growing structures in nonpolar or semipolar directions, the step from research to production still awaits. In this thesis, carrier dynamics and localization effects have been studied in three different nitride ternary compounds: AlGaN epitaxial layers and quantum wells with high Al content, nonpolar m-plane InGaN/GaN quantum wells and lattice matched AlInN/GaN heterostructures. The experimental methods of this work mainly consist of spectroscopy techniques such as time-resolved photoluminescence and differential transmission pump-probe measurements as well as spatial photoluminescence mapping by means of scanning near-field microscopy. The comparison of luminescence and differential transmission measurements has allowed estimating the localization depth in AlGaN quantum wells. Additionally, it has been demonstrated that the polarization degree of luminescence from m-InGaN quantum wells decreases as carriers diffuse to localization centers.What is more, dual-scale localization potential has been evidenced by near-field measurements in both AlGaN and m-InGaN. Larger scale potential fluctuation have been observed directly and the depth of nanoscopic localization has been estimated theoretically from the recorded linewidth of the near-field spectra. Lastly, efficient carrier transport has been observed through AlInN layer despite large alloy inhomogeneities evidenced by broad luminescence spectra and the huge Stokes shift. Inhomogeneous luminescence from the underlying GaN layer has been linked to the fluctuations of the built-in electric field at the AlInN/GaN interface.<br><p>QC 20121101</p>

Chez de nombreux eucaryotes, le sexe est déterminé génétiquement par des chromosomes sexuels tels que XY, ZW et UN. Chez de nombreuses algues brunes, le sexe est déterminé génétiquement par les chromosomes IJ et V, plus précisément par la présence de régions spécifiques U (femelles) ou V (mâles) sur ces chromosomes. Un gène candidat pour la détermination du sexe mâle a été découvert dans la région spécifique du chromosome V. Ce gène appartient à la famille des gènes codant pour les protéines à domaine HMG, qui intervient notamment dans la détermination du sexe chez les mammifères et les champignons. Bien que la détermination du sexe soit déclenchée par un gène présent sur les chromosomes sexuels, la différenciation sexuelle est principalement déterminée par l'expression de gènes sexuellement biaisés au niveau des autosomes, qui sont donc présents chez les mâles et les femelles, mais dont le niveau d'expression diffère entre les deux sexes. Le but de ma thèse était d'améliorer notre compréhension des mécanismes qui sous-tendent la détermination et la différenciation du sexe chez les algues brunes. J'ai étudié la protéine HMG liée à la région spécifique mâles chez Ectocarpus, par des techniques de double hybride en levures et de DAP-seq. Par ailleurs, afin de comprendre comment les programmes de développement sexuel sont établis et régulés chez les algues brunes, j'ai examiné les paysages chromatiniens entre les deux sexes à différentes échelles que ce soit au niveau du génome, au niveau chromosomique et au niveau des gènes sexuellement biaisés par une méthode ChlP-seq contre des modifications post-traductionnelles d'histone<br>In many eukaryotes, sex is genetically determined by sex chromosomes such as XY, ZW and IJIV. In many brown algae, sex is genetically determined by the U and V chromosomes, more precisely by the presence of U (female) or V (male)-specific regions on these chromosomes. A candidate gene for male sex deterrnination has been discovered at the V (male)-specific region. This gene belongs to the HMG-domain protein coding gene family, that is involved in gender determination in mammals and fungi. Although sex determination is triggered by a gene present on the sex chromosomes, sexual differentiation is mainly driven by autosomal sex-biased gene expression, which are therefore present in both males and females. My thesis's goal was to increase our understanding of the mechanisms underlying sex determination and differentiation in brown algae. I studied the HMG protein linked to the (male)-specific regions in Ectocarpus, by a yeast two hybrid method and DAP-seq. In order to understand how sex-specific developmental programs are established and regulated in the brown algae, I examined the sex- and chromosome-specific chromatin landscapes by a ChlP-seq method, and explored variant lines that are impaired in the expression of their sex-specific developmental programs

L’objectif général de cette thèse est d’étudier et d’analyser l’effet du rayonnement UV-C comme méthodealternative aux produits chimiques dans la lutte et le contrôle de la prolifération des micro-organismesphotosynthétiques dans les grottes touristiques. Dans un premier temps, l’effet des UV-C a été analysé surdifférentes souches cavernicoles de micro-algues cultivées au laboratoire. Des analyses à l’échelle moléculaire,cellulaire et à l’échelle du biofilm d’algues ont permis de mettre en évidence un ensemble de dommages causépar l’irradiation aux UV-C (diminution de la viabilité et de l’activité photosynthétique, dégradation desmembranes, décoloration des cellules par destruction des pigments chlorophylliens, fragmentation de l’ADN,diminution de la surface d’occupation des biofilms d’algues cultivés sur support solide). Ceux-ci sont soit directs(réactions de photooxydation) soit indirects (liés à un stress oxydatif important). L’ensemble de ces résultats ontservi à la sélection de différentes durées d’exposition aux UV-C (traduites en doses d’UV-C) efficaces en termesd’éradication et de décoloration des micro-algues. Ces doses d’UV-C ont dans un deuxième temps été testées enconditions réelles sur le site d’étude de la grotte des Moidons (Jura, France). Une étude préalable à ces tests a étémenée afin de comprendre les dynamiques et les facteurs favorisant l’installation et la prolifération des biofilmsde micro-organismes photosynthétiques dans la grotte. L’étude des facteurs environnementaux mesurés àl’échelle du biofilm (quantité de lumière, type de support, localisation dans la grotte) ainsi que ceux mesurés àl’échelle de la cavité (circulation horizontale et verticale des eaux, vitesse des courants d’air, temps d’allumagedes lampes et temps de présence des visiteurs) ont permis de distinguer des zones de colonisation préférentielle.Plusieurs biofilms ont ensuite été sélectionnés pour tester l’efficacité des UV-C. Selon les caractéristiques desbiofilms (intensité de colonisation) et en fonction de leur emplacement dans la grotte (variations des facteurspréalablement déterminés), nous avons pu mettre en évidence une efficacité des UV-C variable dans le temps.Avec l’appui de résultats complémentaires obtenus sur deux souches de champignons et sur plusieurs types dematières picturales, l’ensemble des données collectées au cours de la thèse souligne l’intérêt et l’applicabilité destraitements aux UV-C dans divers contextes de conservation des matériaux du patrimoine<br>The aim of this thesis is to study and analyze the effect of UV-C radiation as an alternative method tochemicals to combat phototrophic microorganisms’ proliferation in show caves. First, the effect of UV-C wasanalyzed on several cave-dwelling unicellular green algae sub-cultured in laboratory conditions. Analysis at themolecular, cellular and biofilm scale highlighted several damages (decrease of viability and photosyntheticactivity, membrane degradation, chlorophyll bleaching, DNA fragmentation, decrease of the biofilms’ colonizedarea…) both direct (photooxydation reaction) or indirect (oxidative stress). These results helped to selectefficient UV-C exposure times (traduced in UV-C doses) both to eradicate and bleach green micro-algae.Second, these efficient UV-C doses were used to test the efficiency of UV-C treatments on natural phototrophicbiofilms proliferating in the Moidons Cave (Jura, France). Previous study to the UV-C tests was performed tounderstand the dynamics and factors that promote algal proliferation in this cave. Factors measured at the biofilmscale (quantity of light, type of the physical support, localization in the cave…) and at the cavity scale(horizontal and vertical circulation of waters, air currents, illumination time and visitors’ presence time) allowedto distinguish several preferential areas where growth-supporting conditions were present for algal proliferation.Then, several biofilms were selected to test the efficiency of UV-C treatments. According to the characteristicsof the biofilms (colonization intensity) and their localization in the cave (variations of the factors promotingcolonization) UV-C efficiency varied over time. Supplementary results obtained on filamentous fungi andmineral pigments used for prehistoric paintings, emphasize the interest and the applicability

La prise de conscience des problèmes d'environnement et des effets directs et indirects des activités humaines a conduit à renforcer la surveillance haute fréquence des écosystèmes marins par l'installation de stations de mesures multicapteurs autonomes. Les capteurs, installés dans des milieux hostiles, sont sujets à des périodes de calibration, d'entretien voire des pannes et sont donc susceptibles de générer des données bruitées, manquantes voire aberrantes qu'il est nécessaire de filtrer et compléter avant toute exploitation ultérieure. Dans ce contexte, l'objectif du travail est de concevoir un système numérique automatisé robuste capable de traiter de tel volume de données afin d’améliorer les connaissances sur la qualité des systèmes aquatiques, et plus particulièrement en considérant le déterminisme et la dynamique des efflorescences du phytoplancton. L'étape cruciale est le développement méthodologique de modèles de prédiction des efflorescences du phytoplancton permettant aux utilisateurs de disposer de protocoles adéquats. Nous proposons pour cela l'emploi du modèle de Markov caché hybridé pour la détection et la prédiction des états de l'environnement (caractérisation des phases clefs de la dynamique et des caractéristiques hydrologiques associées). L'originalité du travail est l'hybridation du modèle de Markov par un algorithme de classification spectrale permettant un apprentissage non supervisé conjoint de la structure, sa caractérisation et la dynamique associée. Cette approche a été appliquée sur trois bases de données réelles : la première issue de la station marine instrumentée MAREL Carnot (Ifremer) (2005-2009), la seconde d’un système de type Ferry Box mis en œuvre en Manche orientale en 2012 et la troisième d’une station de mesures fixe, installée le long de la rivière Deûle en 2009 (Agence de l’Eau Artois Picardie - AEAP). Le travail s’inscrit dans le cadre d’une collaboration étroite entre l'IFREMER, le LISIC/ULCO et l'AEAP afin de développer des systèmes optimisés pour l’étude de l’effet des activités anthropiques sur le fonctionnement des écosystèmes aquatiques et plus particulièrement dans le contexte des efflorescences de l’algue nuisible, Phaeocystis globosa<br>Because of the growing interest for environmental issues and to identify direct and indirect effects of anthropogenic activities on ecosystems, environmental monitoring programs have recourse more and more frequently to high resolution, autonomous and multi-sensor instrumented stations. These systems are implemented in harsh environment and there is a need to stop measurements for calibration, service purposes or just because of sensors failure. Consequently, data could be noisy, missing or out of range and required some pre-processing or filtering steps to complete and validate raw data before any further investigations. In this context, the objective of this work is to design an automatic numeric system able to manage such amount of data in order to further knowledge on water quality and more precisely with consideration about phytoplankton determinism and dynamics. Main phase is the methodological development of phytoplankton bloom forecasting models giving the opportunity to end-user to handle well-adapted protocols. We propose to use hybrid Hidden Markov Model to detect and forecast environment states (identification of the main phytoplankton bloom steps and associated hydrological conditions). The added-value of our approach is to hybrid our model with a spectral clustering algorithm. Thus all HMM parameters (states, characterisation and dynamics of these states) are built by unsupervised learning. This approach was applied on three data bases: first one from the marine instrumented station MAREL Carnot (Ifremer) (2005-2009), second one from a Ferry Box system implemented in the eastern English Channel en 2012 and third one from a freshwater fixed station in the river Deûle in 2009 (Artois Picardie Water Agency). These works fall within the scope of a collaboration between IFREMER, LISIC/ULCO and Artois Picardie Water Agency in order to develop optimised systems to study effects of anthropogenic activities on aquatic systems functioning in a regional context of massive blooms of the harmful algae, Phaeocystis globosa

Les relations interspécifiques sont un indicateur naturel de l'état de santé d'un écosystème et de son éventuelle évolution. Dans le contexte actuel de changement climatique et d'intensification des activités humaines, nous décrivons, par une approche intégrée, les interactions existant entre les tortues vertes et leurs ressources trophiques, afin de contribuer à la compréhension de la dynamique de la biodiversité marine. La tortue verte est la seule tortue marine herbivore aux stades sub-adulte et adulte. Elle se nourrit principalement sur des herbiers de phanérogames marines et des algueraies en milieu côtier relativement peu profonds et constitue ainsi un modèle privilégié pour étudier l'écologie trophique et fonctionnelle des tortues marines en conditions naturelles. Le travail présenté dans ce manuscrit étudie deux populations de tortues vertes : la première s'alimentant de phanérogames marines sur le site de N'Gouja à Mayotte et la seconde d'algues benthiques sur la côte ouest de l'Ile de La Réunion. A ce stade de l'étude, le système tortues vertes-herbier est le mieux connu. Nous proposons une synthèse des relations existant entre le comportement de plongée et d'alimentation d'individus juvéniles et adultes avec la disponibilité trophique au sein d'un herbier marin plurispécifique. Ceci a été obtenu à partir de systèmes d'acquisition embarqués, d'observation directes de tortues vertes et de relevés phyto-écologiques conventionnels. Par ailleurs, notre étude a permis d'engager le suivi du système tortues vertes - herbier marin de N'Gouja et d'en décrire les premières tendances. En quatre ans, une diminution de près de 80 % de la biomasse végétale du site de N'Gouja accentue la pression d'herbivorie des tortues vertes sur l'herbier. Ce phénomène entraîne l'appauvrissement de la diversité spécifique des phanérogames en faveur des espèces végétales pionnières. La diminution parallèle de l'effectif de la population de tortues vertes du site de N'Gouja suggère un modèle alimentaire basé sur le principe de densité-dépendance. Les conséquences d'une surexploitation de l'herbier par les tortues vertes sont alors en opposition avec celles obtenues suite à la simulation d'une pression d'herbivorie nulle. Nous montrons que sous une pression d'herbivorie modérée, un stade successionel intermédiaire de l'herbier est maintenu et la diversité spécifique est favorisée par la diminution des capacités compétitives des espèces consommées. Il découle ainsi de notre étude des indicateurs du stade phytodynamique d'un herbier plurispécifique et de la pression d'herbivorie exercée par les tortues vertes qui permettent d'envisager les réponses écosystémiques d'un système tel que celui de N'Gouja sous différents scénarios environnementaux. Enfin, dans un cadre plus large, nous posons la question de savoir si l'évolution statutaire de Mayotte peut contribuer à approfondir et pérenniser la protection des tortues marines qui se trouvent sur son territoire. Nous décrivons la départementalisation comme un moyen d'accentuer le processus de clarification du droit applicable à Mayotte et d'assurer des moyens humains, matériels, et financiers nécessaires à la protection de l'environnement. Des recensements aériens réalisés au dessus de la côte ouest de l'île de La Réunion révèlent la présence d'individus sexuellement matures et immatures, dont le nombre augmente depuis 1996. Cette approche nous aura permis d'identifier une fréquentation préférentielle des habitats coralliens et de décrire, à partir d'observations sous-marines parallèles, la côte ouest de l'île comme un site d'alimentation d'individus matures et d'individus en phase de croissance. Ce travail renforce les bases scientifiques nécessaires à la mise en place de stratégies de conservation des tortues marines et de leurs habitats.

Description des microfossiles a paroi organique, acritarches et kystes d'algues prasinophycees, recueillis dans l'ordovicien superieur et le silurien du gotland. Discussion sur les caracteristiques morphologiques, leur signification biologiques et affinites. Etablissement d'une biozonation pour la suede et correlation avec celles du domaine nord europeen. L'integration de l'evolution morphologique et des contraintes paleoecologiques et paleogeographiques devrait amener une plus grande precision stratigraphique pour les acritarches. Interpretation paleoecologique mettant entre autre en evidence le controle de la latitude sur la distribution des acritarches

碩士<br>國立中興大學<br>材料科學與工程學系所<br>106<br>In this research, amorphous AlN thin films were prepared on the plasma-etched n-Al0.5Ga0.5N by plasma-enhanced atomic layer deposition as a plasma-damage recovery layer. Moreover, the plasma-damage recovery layer was applied for fabricating deep-ultraviolet light-emitting diodes (DUV-LEDs). The effects of process conditions (substrate temperature, AlN thickness and rapid thermal annealing (RTA)) on electrical characteristics of AlN films and optoelectronic performances of DUV-LEDs were analyzed. Without depositing the AlN film, a 950 C-RTA treatment is required for obtaining the ohmic contact between the metal and n-Al0.5Ga0.5N (specific contact resistance: 1.07×10-3 Ω∙cm2). As the 250 C-grown AlN film (thickness: 3 nm) was prepared on n-Al0.5Ga0.5N, a good ohmic contact was reached at metal/n-Al0.5Ga0.5N after performing the 900 C-RTA treatment, and its specific contact resistance can be significantly decreased to 8.28×10-5 Ω∙cm2. Besides, when AlN films with various thicknesses of 1, 3, 5, 7 and 10 nm were deposited on n-Al0.5Ga0.5N, the XPS spectra presented the peaks of Ga 3d and Al 2p core levels all shifted to higher binding energy side, indicating the surface Fermi level of n-Al0.5Ga0.5N moved closer to the conduction band. The phenomenon is more obvious for 3-nm-thick AlN on n-Al0.5Ga0.5N. The DUV-LED with the AlN film exhibits a lower turn-on voltage of 7.3 V in comparison to that without the AlN film (8.4 V). This reveals the insertion of the AlN film can indeed recover the surface damages of n-Al0.5Ga0.5N, improving the electrical characteristics of DUV-LEDs.

碩士<br>國立中興大學<br>材料科學與工程學系所<br>106<br>In this thesis, the Ni/Au (10/5 nm) films were grown on p+GaN layer by electron beam evaporation. The Ni/Au films were employed as a p-side electrode for the deep-ultraviolet light-emitting diodes (DUV-LEDs). Via the structural design of the p-side electrode, the optoelectronic performances of DUV-LEDs can be improved. Based on the experimental results, it can be found that the formation of an ohmic contact between Ni/Au and p+GaN are mainly affected by the thickness of Ni/Au and the parameters of annealing process for this p-side electrode (such as annealing temperature and annealing time). In this study, the most suitable thickness of Ni/Au electrode is 10/5 nm. Additionally, after annealing in air atmosphere at 500 C for 10 min, the ohmic contact characteristic between Ni/Au and p+GaN can be optimized, where its lowest specific contact resistivity reaches to 2.32×10-6 Ω-cm2. DUV-LEDs with four kinds of p-side electrode design (denoted as 3 fingers-LED, 6 fingers-LED, 9 fingers-LED, and 12 fingers-LED) were fabricated, and the conventional-LED was prepared as a contrasted sample. Besides, the 9 fingers-LED and 12 fingers-LED samples were further fabricated to flip-chip device. Because the emission light with a wavelength of 280 nm would be absorbed by the p+GaN layer, the purpose of this study is to improve the current spreading ability and the light output power of the LEDs through the p-side electrode design. The experimental results indicate that the 9 fingers-LED possessed better optoelectronic performances than those of the LEDs. At injection currents of 20 and 350 mA, the 9 fingers-LED exhibited 154% and 172% enhancements in the output power in comparison to those of conventional-LED, while the improvements in the external quantum efficiency (EQE) were 200% and 198%, respectively. After fabricating the flip chip device, the optoelectronic performances were further improved. At an injection current of 20 mA, the flip chip device possessed 139%, 173%, and 182% improvements in the output power, wall-plug efficiency, and EQE, respectively, as compared with those of 9 fingers-LED. Further increasing the injection current to 350 mA, the flip chip sample can achieve 92%, 71%, and 79% enhancements in the output power, wall-plug efficiency, and EQE, respectively, in comparison to those of 9 fingers-LED. These results clearly indicate that the p-side electrode design is useful for improving the optoelectronic performances of DUV-LEDs.

Deep ultraviolet light emitting diodes (UV LEDs) are an important emerging technology for a number of applications such as water/air/surface disinfection, communications, and epoxy curing. However, as of yet, deep UV LEDs grown on sapphire substrates are neither efficient enough nor powerful enough to fully serve these and other potential applications. The majority of UV LEDs reported so far in the literature are grown on sapphire substrates and their design consists of AlGaN quantum wells (QWs) embedded in an AlGaN p-i-n junction with the n-type layer on the sapphire. These devices suffer from a high concentration of threading defects originating from the large lattice mismatch between the sapphire substrate and AlGaN alloys. Other issues include the poor doping efficiency of the n- and particularly the p-AlGaN alloys, the extraction of light through the sapphire substrate, and the heat dissipation through the thermally insulating sapphire substrate. These problems have historically limited the internal quantum efficiency (IQE), injection efficiency (IE), and light extraction efficiency (EE) of devices. As a means of addressing these efficiency and power challenges, I have contributed to the development of a novel inverted vertical deep UV LED design based on AlGaN grown on p-SiC substrates. Starting with a p-SiC substrate that serves as the p-type side of the p-i-n junction largely eliminates the necessity for the notoriously difficult p-type doping of AlGaN alloys, and allows for efficient heat dissipation through the highly thermally conductive SiC substrate. UV light absorption in the SiC substrate can be addressed by first growing p-type doped distributed Bragg reflectors (DBRs) on top of the substrate prior to the deposition of the active region of the device. A number of n-AlGaN films, AlGaN/AlGaN multiple quantum wells, and p-type doped AlGaN DBRs were grown by molecular beam epitaxy (MBE). These were characterized in situ by reflected high energy electron diffraction (RHEED) and ex situ by x-ray diffraction, scanning electron microscopy, atomic force microscopy, photoluminescence, and reflectivity. Using the primary elements of the proposed design, this research culminated in the MBE growth, fabrication, and characterization of prototype deep UV LED devices emitting below 300 nm.

碩士<br>國立中興大學<br>材料科學與工程學系所<br>106<br>In this thesis, an ammonium hydroxide (NH4OH) mist annealing treatment was used to repair plasma-etched damage n-Al0.58Ga0.42N surface. The effects of annealing temperature and ammonium hydroxide solution concentration on the characteristics of metal/n-Al0.5Ga0.5N and DUV-LEDs optoelectronic performance were investigated in detail. According to the experiment results, the specific contact resistance of the n-Al0.58Ga0.42N without treatment is 5.28×10-3 Ω∙cm2. As the plasma-etched sample treated with NH4OH mist anneal at 900C for 20 minutes with ammonium hydroxide concentration 3.6M, the contact resistance was significantly decrease to 6.18×10-4 Ω∙cm2. From XPS measurement results, the Al 2p and Ga 3d core peaks of n-Al0.5Ga0.5N both shift to higher binding energy after treatment, implying the Al-O and the Ga-O bond formation cause by oxygen doping in n-Al0.5Ga0.5N；From UPS measurement results, the fermi level of the treated sample was found closer to conduction band. This can be explained by the increment of free electron concentration by Oxygen doping. Under the injection current of 350 mA, the forward voltage of DUV-LEDs with NH4OH mist annealing treatment is 6.926 V which is 4.1% smaller than that of the without treatment one (7.212 V). Besides, the EQE of treatment sample gradually increase to 0.61% under the injection current of 20 mA. The experiment results strongly evidence that the specific contact resistance can be significantly reduction after NH4OH mist annealing treatment on plasma-damaged n-AlGaN. This treatment will benefit on the electrical and optoelectrical properties of DUV-LEDs.