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研究生: 陳威凱
Chen, Wei-Kai
論文名稱: 光學多層膜耐高溫特性與薄膜邊長關係之研究
Study of high temperature durability and thin film area relationship for multilayer optical thin film
指導教授: 趙煦
Chao, Shiuh
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 光電工程研究所
Institute of Photonics Technologies
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 53
中文關鍵詞: 耐高溫光學薄膜熱應力通道
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  • 本篇論文主要研究方向為耐高溫薄膜的製程及測試,此實驗乃是根據專利發明人趙煦教授、黃承揚以及顧浩民,所提出之專利”一種可用於太陽電池之耐高溫光學薄膜”[1],其專利內容為一具有耐高溫之光學薄膜的方法及製程,將此專利製程之構想引入本文,本論文採用離子束濺鍍系統製作出多層光學薄膜,再以感應耦合電漿蝕刻系統,蝕刻出所謂熱應力釋放通道,透過高溫加熱爐模擬高溫環境,測試不同薄膜邊長之光學薄膜,所能夠承受的高溫,不會因為熱應力造成薄膜變形剝落的問題。根據實驗結果了解到,光學薄膜的邊長大小 與耐熱溫度有其反比關係,也就是當薄膜的邊長越大,能夠承受的溫度也就越低,當環境溫度造成之熱應力,超過了光學薄膜所能承受的應力範圍,光學薄膜就會產生變形剝落。而本論文最後目標為根據上述之實驗結果,實際應用於藍光二極體,因為在氮化鎵之橫向磊晶製程時,其製作緩衝層需要經過1150oC的高溫,因此將所做出能夠耐1150oC之藍光高反射鏡,實際應用於藍光LED提升其發光效率。


    目錄 摘要……………………………………………………………………II 誌謝……………………………………………………………………III 目錄………………………………………………………………………IV 圖目錄…………………………………………………………………….V 表目錄……………………………………………………………….VIII 第一章 緒論……………………………………………………………..1 1.1 前言.................................................1 1.2 光學薄膜應用於藍光LED磊晶製程之概論………………………2 1.3 熱應力釋放通道原理概述.…………………………………………3 第二章 光學薄膜熱應力分析理論..............................................................................4 2.1 簡述光學薄膜應力理論……..…………………………………………….…..4 2.2 薄膜熱應力計算以及耐熱溫度與薄膜厚度之關係.........................................6 2.3 光學薄膜耐熱溫度與薄膜邊長之關係.............................................................8 第三章 實驗規畫以及熱應力釋放通道製程………………………………………14 3.1 實驗流程規劃………………………………………………………………...14 3.2 高反射鏡應用於藍光二極體之設計與製作………………………………...15 3.3 藍光高反射鏡之熱應力釋放通道製程……….…………………………..…19 第四章 實驗結果討論………………………………………………………………34 4.1 光學薄膜面積與耐熱溫度之實驗結果……………………………………...34 4.1.1 退火前後之薄膜微觀結構比較............................................................34 4.1.2 退火前後之薄膜光譜圖比較…………………………………………37 4.2 不同厚度之光學薄膜其耐熱溫度之實驗結果………………………...……39 4.2.1 退火前後之薄膜微觀結構比較............................................................39 4.2.2 退火前後之薄膜光譜比較……………………………………………43 第五章 耐高溫薄膜應用於藍光二極體之橫向磊晶製程……………………..…..46 5.1 氮化鎵之橫向磊晶技術簡介……………...……………….………………...46 5.2 耐高溫薄膜應用於藍光二極體之橫向磊晶實驗結果….…………....……..49 第六章 結論與未來展望……………………………………………………………52 參考文獻......................................................................................................................53

    參考文獻
    [1] 趙煦、黃承揚、顧浩民,國立清華大學研究成果申請專利提案書,一種可用於太陽電池之耐高溫光學薄膜, 2009
    [2] Kikuta , Hisao; Hino, Shunsuke; Maruyama, Akira; Mizutani, Akio,”Estimation method for the light extraction efficiency of light-emitting elements with a rigorous grating diffraction theory” ,Journal of the Optical Society of America A, vol. 23, Issue 5, P.1207-1213, 2006.

    [3] Danae¨ Delbeke, Peter Bienstman, Ronny Bockstaele, and Roel Baets , “Rigorous electromagnetic analysis of dipole emission in periodically corrugated layers: the grating-assisted resonant-cavity light-emitting diode “, Vol.19, Issue. 5, May 2002, P.871–880, J. Opt. Soc. Am. A.

    [4] Shuji Nakamura, ” In Situ Monitoring of GaN Growth Using Interference Effects”, Jpn. J. Appl. Phys. 30, P.1620 ,1991.

    [5] S. Tomiya, K. Funato, and T. Asatsuma. , ” Dependence of crystallographic tilt and defect distribution on mask material in epitaxial lateral overgrown GaN layers ”, Applied Physics Letters ,77, P.636 ,2000.

    [6] P. Fini, H. Marchand, J.P. Ibbetson, “Determination of tilt in the lateral epitaxial overgrowth of GaN using X-ray diffraction”, Journal of Crystal Growth, Volume 209, Issue 4, 2 February 2000, P. 581-590.

    [7] Kazumasa Hiramatsu , “Epitaxial lateral overgrowth techniques used in group III nitride epitaxy,“ Journal of physics: Condensed Matter, Volume 13, Number 32,13 August 2001, P.6961- 6975.

    [8]莊達人, ”VLSI製造技術” , 高立圖書有限公司,1999第4版。

    [9] Chen-Yang Huang, Hao-Min Ku, Wei-Tsai Liao, Chu-Li Chao, Jenq-Dar Tsay, and Shiuh Chao ”Heat resistive dielectric multi-layer micro-mirror array in epitaxial lateral overgrowth gallium nitride” , 30 March 2009, Vol. 17, No. 7 ,OPTICS EXPRESS, P5624.
    [10] Linzhi WuT, Hongyan Wang, “Thermoelastic solutions for multilayered electronic assemblies”, Thin Solid Films, 510, 2006, P.203–212.

    [11] M. Ohring, The Materials Science of Thin Films, Academic Press, New York, 1992.

    [12] HAIDER J , RAHMAN M , CORCORAN B , “Simulation of thermal stress in magnetron sputtered thin coating by finite element analysis”, Journal of Materials Processing Technology, 2005, 168: 36241.

    [13] G.G. Stoney, “The tension of metallic films deposited by electrolysis”, Proc. Roy. London, Ser. A 82 , 1909, P.172-175.

    [14] R Koch, “The intrinsic stress of polycrystalline and epitaxial thin metal films”, J. Phys.: Candens. Matter 6, 1994, P.9519-9550.

    [15] C.H. Hsueh*, ”Thermal stresses in elastic multilayer systems”, 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved, P.182–188.

    [16] Mamoru Takahashi, Yotsugi Shibuya, “Thermoelastic analysis of interfacial stress and stress singularity between a thin film and its substrate”, Journal of Thermal Stresses, 26: P.963–976, 2003.

    [17] M. Takahashi and Y. Shibuya, “Numerical analysis of interfacial stress and stress singularity between thin films and substrates”, Mechanics Research Communications, vol. 24, No. 6, pp. 597-602, 1997.

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