本論文分為兩部份，第一部份是利用光激螢光光譜、光電流光譜以及電制吸收光譜對InGaAsN半導體量子井之二極體雷射結構進行量測分析，由變溫光激螢光光譜量測得知，InGaAsN半導體量子井在低溫(T<100K)會出現一侷域能階，且載子侷域現象會隨氮含量增加(2.1%、2.6%、3%及3.25%)而變強，而此一侷域能階對峰值位置及波峰半高寬有相當大的影響，但此現象經由我們適當的回火後即可改善，我們亦利用光激螢光積分強度作之Arrhenius作圖配合公式去逼近求得活化能階值約52~59meV；在光電流光譜上，可以看到不同氮含量的樣品受偏壓調制後波長紅移的變化和其模擬次能階躍遷位置，而從電制吸收光譜我們可看到吸收係數變化量在2000cm-1~11000cm-1之間，其相對應折射率變化則為0.007至0.055之間。
我們以TR575氮含量3.0%的樣品製作半導體光放大器，在製程方面，我們所採用的是複雜性低的單溝槽製程，在製作脊狀雷射之後再將雷射端面鍍上抗反射層即可完成光放大器的元件製作，在量測結果方面，經由I-V量測得知，其切入電壓約0.65伏特，而串聯電阻約97歐姆，經由L-I曲線可知臨界電流密度約2.5kA/cm2，從其輸出光譜可知其中心波長為1261nm，模與模之間的波長差(Mode Spacing)約0.24nm。

本論文的第二部分為利用光激螢光光譜研究半導體量子井混合製程，在製程方面我們是先用感應耦合電漿離子蝕刻機(ICP-RIE)產生高密度的氬離子(Ar+)電漿轟擊樣品表面使其產生點缺陷，接著再以快速回火設備(RTP)對其進行高溫600°C回火2分鐘 ，促使點缺陷擴散進而導致量子井結構改變而達到波長藍移，在實驗結果方面，InGaAsN單層量子井結構出現了與預期不同的紅移現象，但由於我們實驗數據不夠完整，故尚未能詳細的探討。

There are two sections in this thesis, the first section we measured the photoluminescence (PL) spectra、photocurrent spectra and electro absorption spectra of InGaAsN single quantum well structures grown by MBE. From temperature-dependent PL spectra of InGaAsN, we observed a localized level at low temperature, and the carrier localization effect increases when the mole fraction of nitrogen increases (2.1%~3.25%). This peculiarity influences the PL peak position and the PL linewidth, and it can be improved by adequate annealing. We also obtained the activation energies about 52~59meV by Arrhenius plot and thermal quenching model. For the photocurrent spectra we observe the sub-band transition and quantum confined stark effect. From the electro-absorption spectra, we obtain the maximum absorption changes (

第一章 簡介………………………………………………1
1-1 前言…………………………………………1
1-2 大綱…………………………………………2

第二章 實驗原理…………………………………………3
2-1 光激螢光原理………………………………3
2-2 載子躍遷……………………………………4
2-3 量子侷限史塔克效應（QCSE）……………5
2-4 光電流光譜…………………………………6
2-5 透射率與吸收係數…………………………7
2-6 Kramers Kronig 轉換近似法…………….9
2-7 半導體光放大器基本概念…………………10

第三章 量測方法與製程步驟……………………………12
3-1 量測樣品……………………………………12
3-2 光激螢光量測………………………………14
3-3 光電流量測…………………………………17
3-4 電制吸收量測………………………………19
3-5 光電流和電制吸收元件製程步驟…………22
3-6 脊狀波導之製程……………………………27


第四章 結果與分析………………………………………32
4-1 變溫光激螢光光譜量測…………………….33
4-2 光電流與電制吸收光譜…………………….50
4-3 半導體光放大器量測結果………………….68

第五章 量子井混合………………………………………75
5-1 量子井混合技術…………………………….75
5-2 量測樣品…………………………………….78
5-3 量子井混合製程………………..………….80
5-4 量子井混合量測結果……………………….82

第六章 結論………………………………………………86
附錄A………………………………………………………88
附錄B………………………………………………………90

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