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磊晶基板結構對氮化鎵/氮化鋁鎵MSM壓變電容元件電性之影響及其應用研究

為了解決micro led量產的問題，作者羅浩綜 這樣論述：

目錄長庚大學碩(博)士學位論文指導教授推薦書 ...........................................長庚大學碩(博)士學位論文口試委員審定書 ...........................................致謝 ...........................................................................................................iii摘要 .....................................................

......................................................ivAbstract...................................................................................................... v目錄 ..........................................................................................................vii圖目錄 ................

.......................................................................................ix表目錄 .....................................................................................................xiii第 1 章 緒論 ........................................................................................... 1

1-1、前言........................................................................................... 11-2、研究目的................................................................................... 21-3、論文架構................................................................................... 5第 2 章 實驗原理.....

.............................................................................. 62-1、AlGaN/GaN 異質結構.............................................................. 62-2、AlGaN/GaN HEMT 工作原理 ................................................. 82-3、基板特性比較.....................................................

.................... 16第 3 章 實驗步驟及方法..................................................................... 193-1、磊晶片製備............................................................................. 193-2、實驗步驟與方法..................................................................... 223-3、CV/IV 量測、S 參數量測.

..................................................... 30第 4 章 實驗結果與數據分析............................................................. 324-1、電容電壓特性分析................................................................. 344-2、電流電壓特性分析................................................................. 484-3、S

Parameter 量測.................................................................... 564-4、快速電壓脈衝(Pulse Voltage Injection)................................. 634-5、特殊磊晶結構......................................................................... 66第 5 章 結論與未來展望..............................................

....................... 68參考文獻 .................................................................................................. 70 圖目錄圖 1-1 GaN 在高頻通訊上的應用 ............................................................ 4圖 2-1 二維電子氣（two-dimensional electron gas）.............................. 7圖 2-2 典型的

AlGaN/GaN HEMT 元件示意圖 ...................................... 8圖 2-3 AlGaN/GaN MSM-2DEG Varactor 元件結構 3D 示意圖 ............ 9圖 2-4 將 AlGaN/GaN MSM-2DEG Varactor 圖形做在 GaN/Si 基板上，以長度 2000μm 作代表..................................................................... 9圖 2-5 MSM 結構 3D 示意圖......................

............................................ 10圖 2-6 齊納二極體電壓電流特性........................................................... 11圖 2-7 TVS 電壓電流特性 ...................................................................... 11圖 2-8 金屬-半導體（有 2DEG）金屬結構的電流電壓特性.............. 12圖 2-9 金屬-半導體（無 2DEG）金屬結構的電流電壓特性.....

......... 12圖 2-10 壓變電容無 2DEG 之 CV 示意圖............................................. 14圖 2-11 壓變電容有 2DEG 之 CV 示意圖............................................. 14圖 2-12 MSM 空乏區變化示意圖........................................................... 15圖 3-1 GaN EPI Structure on Silicon ........................

............................... 20圖 3-2 磊拓 GaN EPI Structure on Sapphire ........................................... 21圖 3-3 林教授 GaN EPI Structure on Sapphire with Only 3 Layers....... 21-x圖 3-4 實驗流程圖................................................................................... 22圖 3-5 旋轉塗佈機（Sp

in Coater）........................................................ 25圖 3-6 加熱板（Hot plate）.................................................................... 26圖 3-7 黃光室-曝光機台.......................................................................... 26圖 3-8 MSM 壓變電容，電極長度 2000μm 以及 1500μm，電極間距40μm ...

.............................................................................................. 27圖 3-9 MSM 壓變電容完成之晶片......................................................... 29圖 3-10 E4980A 機台（量測 CV curve）.............................................. 30圖 3-11 Keithley 機台（量測 IV curve）...............

................................ 30圖 3-12 MSM 覆晶後樣品....................................................................... 31圖 3-13 網路分析儀機台（量測 S 參數）............................................. 31圖 4-1 Si MSM 元件完成結構示意圖.................................................... 32圖 4-2 Sapphire MSM 元件完成結構示意

圖 ......................................... 32圖 4-3 MSM 圖形長 2000μm .................................................................. 33圖 4-4 MSM 圖形長 1500μm .................................................................. 33圖 4-5 公式推導示意圖.............................................................

.............. 35圖 4-6 Silicon MSM 電極長度 2000μm 之 CV 量測 ............................. 37圖 4-7 磊拓 Sapphire MSM 電極長度 2000μm 之 CV 量測 ................. 38圖 4-8 磊拓 Sapphire MSM 電極長度 1500μm 之之 CV 量測 ............. 39-xi圖 4-9 Lin Sapphire Epi Layer ............................................................

..... 40圖 4-10 Lin Sapphire 22nm MSM 電極長度 2000μm 之 CV 量測........ 41圖 4-11 Lin Sapphire 33nm MSM 電極長度 2000μm 之 CV 量測........ 42圖 4-12 Lin Sapphire 44nm MSM 電極長度 2000μm 之 CV 量測........ 43圖 4-13 厚度－電容歸一化曲線............................................................. 45圖 4-14 厚度－VPO歸一化曲線................

.............................................. 47圖 4-15 下探針示意圖............................................................................. 48圖 4-16 Silicon MSM 電極長度在 2000μm 的 IV 特性曲線................ 49圖 4-17 Sapphire MSM 電極長度在 2000μm 的 IV 特性曲線.............. 50圖 4-18 Sapphire MSM 電極長度在 1500μm 的 IV 特

性曲線.............. 51圖 4-19 Lin Sapphire 22nm MSM 電極長度在 2000μm 的 IV 特性曲線........................................................................................................... 52圖 4-20 Lin Sapphire 33nm MSM 電極長度在 2000μm 的 IV 特性曲線....................................................................

....................................... 53圖 4-21 Lin Sapphire 44nm MSM 電極長度在 2000μm 的 IV 特性曲線........................................................................................................... 54圖 4-22 MSM 覆晶後成品....................................................................... 56圖 4-23

Silicon MSM 電極長度在 2000μm 的 S 參數曲線................... 57圖 4-24 Sapphire MSM 電極長度在 2000μm 的 S 參數曲線................ 58圖 4-25 Sapphire MSM 電極長度在 1500μm 的 S 參數曲線................ 59-xii圖 4-26 Lin Sapphire 22nm MSM 電極長度在 2000μm 的 S 參數曲線60圖 4-27 Lin Sapphire 44nm MSM 電極長度在 2000μm 的 S 參數曲線61圖 4-28 PVI 電磁脈衝產生

器 ................................................................. 63圖 4-29 PVI 標準波形.............................................................................. 64圖 4-30 Silicon MSM 殘餘電壓 ............................................................. 64圖 4-31 磊拓 Sapphire MSM 殘餘電壓 ..................

............................... 65圖 4-32 Double 2DEG MSM 元件完成結構示意圖 .............................. 66圖 4-33 Double 2DEG MSM 電極長度在 2000μm 的 CV 特性曲線 ... 67 表目錄表 1-1 基本材料特性表............................................................................. 2表 2-1 常用半導體材料特性表....................................

........................... 16表 2-2 GaN 在不同基板成長特性 .......................................................... 18表 3-1 Specification of GaN EPI on Silicon............................................. 20表 4-1 厚度與電容關係........................................................................... 45表 4-2 厚度與

Pinch-off Voltage 關係..................................................... 47表 4-3 元件最大崩潰電壓....................................................................... 55

Mini LED驅動晶片可靠度測試對輸出電流精準度之顯著性分析

為了解決micro led量產的問題，作者羅銘慧 這樣論述：

近年來隨著小間距發光二極體(light emitting diode, LED)顯示技術的發展及突破，Mini LED及Micro LED的應用層面(如高階大尺寸顯示屏幕、背光模組、5G通訊、物聯網等)不斷擴大，，因此海內外LED業者均看好小間距LED產業的前景而投入大量資本與生產設備，未來幾年小間距LED的市場規模預期也將倍數成長。由於Micro LED至今仍有成本及晶粒轉移技術的問題尚待解決，因此各LED廠商挾帶原有傳統LED的技術，透過高解析度、高動態對比及製程容易轉換等優點快速發展Mini LED，使得Mini LED成為小間距LED量產的主流。Mini LED之可靠度是獲利的重要指

標之一，本研究的主要目的是在Mini LED驅動晶片進行封裝可靠度測試後，針對測試前後的輸出電流提出一套顯著性分析方法來確認封裝可靠度測試對於輸出電流造成之影響，以達到Mini LED驅動晶片對輸出電流的高精準度要求。本研究最後以台灣某Mini LED驅動晶片供應商所提供之晶片測試資料驗證了本研究方法確實可行。本研究成果可作為分析其他晶片電氣特性變異之參考。