以氧化锌制作发光装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种以氧化锌制作装置的方法，其选择一铝酸锂基板，并在该铝酸锂基板上依序磊晶成长一氧化锌缓冲层及一氮化镓成核层，利用该氧化锌与氮化镓具有相似的纤维锌矿结构，可以获得高质量氮化镓，并以此磊晶后的ＧａＮ／ＺｎＯ／ＬｉＡｌＯ↓［２］结构成长一多重量子井及一第一金属电极层，再蚀刻去除该铝酸锂基板及该氧化锌缓冲层，并在该氮化镓成核层之下方成长一第二金属电极层。藉此，利用单晶薄膜状的氧化锌缓冲层不仅可使氮化镓成核层在铝酸锂基板上成功成长，且可降低氮化镓的缺陷密度，进而达到近似晶格匹配并获得良好的晶体接口质量，以提升发光效率及后续完成的组件性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以氧化锌制作发光二极管的方法，尤指以单晶薄膜状 的氧化锌(Zn0)缓冲层不仅可使氮化镓(GaN)成核层在铝酸锂 (LiA102)基板上成功成长，且可降低氮化镓的缺陷密度，进而达到晶格 匹配并获得良好的晶体接口质量，以提升发光效率及后续完成的组件性 能。
技术介绍
在传统制作发光二极管结构的方法上，大部分是以蓝宝石 (Sapphire)作为基板，并在该蓝宝石上磊晶一氮化镓，以完成一发光二 极管的结构。请参阅图7 图9所示，分别为现有在基板上成长MQW及p极电极层 的结构示意图、现有发光二极管的结构示意图及现有的晶格不匹配 示意图。如图所示先取一蓝宝石基板3 1，并在该蓝宝石基板3 l上依 序磊晶成长一氮化镓多重量子井3 2 (Multiple Quantum Well, MQW)及 一 p极(p-side)电极层3 3，并在该氮化镓多重量子井3 2的上方成长 一n极电极层3 4，藉此，以完成一发光二极管的结构。然而，其电激发光频谱，仍系由靠近该P极电极层3 3量子井的中心 波长所支配，而不系均匀的白光。由于电洞的移动度远小于电子，所以放 光的量子井将会集中在该P极电极层3 3,其余颜色的量子井发光效率就 会变得很差。再者，由于氮化镓多重量子井3 3与该蓝宝石基板3 l间的晶格不匹 配数过高，将会造成该氮化镓多重量子井3 3磊晶的晶格平衡位置不佳 (如图9所示)，造成晶体接口质量变差，进而影响成品组件的质量降低。另，亦有现有的直接以单晶的氧化锌作为基板，并在该氧化锌基板上 磊晶一氮化镓，虽然该氮化镓与氧化锌彼此具有相似的结构，可得到较直 接于蓝宝石上成长氮化镓有更高质量的优点，但由于其以厚片的氧化锌作 为基板，而该氧化锌的价格昂贵，不仅于使用上无法达到量产化的考虑，且对于只需使用薄片的氧化锌即可达到此优点而言，又过于浪费，故，一般习用者无法符合使用者于实际使用时所需。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种 以氧化锌制作发光二极管的方法，只需利用单晶薄膜状的氧化锌缓冲层不 仅可使氮化镓成核层在铝酸锂基板上成功成长，且可降低该氮化镓的缺陷 密度，进而达到晶格匹配并获得良好的晶体接口质量，以提升发光效率及 后续完成的组件性能。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是 一种以氧化锌 制作发光装置的方法的方法，该方法至少包括下列步骤-A、 取一铝酸锂基板；B、 在该铝酸锂基板上依序成长氧化锌缓冲层及氮化镓成核层，并以 此磊晶后的GaN/Zn0/LiA102结构成长多重量子井及第一金属电极层；C、 将B步骤成长后的结构浸泡于酸性溶液中蚀刻，并去除该铝酸锂 基板及该氧化锌缓冲层；以及D、 于该氮化镓成核层的下方成长第二金属电极层，以完成发光装置 结构。藉此，利用单晶薄膜状的氧化锌缓冲层不仅可使该氮化镓成核层在该 铝酸锂基板上成功成长，且可降低该氮化镓的缺陷密度，进而达到晶格匹 配并获得良好的晶体接口质量，以提升发光效率及后续完成的组件性能。 附图说明图1是本专利技术的制作流程示意图。图2是本专利技术的铝酸锂基板示意图。图3是本专利技术依序磊晶后的结构示意图。图4是本专利技术蚀刻基板及缓冲层后的结构示意图。图5是本专利技术发光二极管的结构示意图。图6是本专利技术的晶格匹配结构示意图。图7是己知在基板上成长MQW及p极电极层的结构示意图。图8是已知发光二极管的结构示意图。图9是已知的晶格不匹配示意图。标号说明 步骤11 14 氧化锌缓冲层2 2 多重量子井2 4 第二金属电极层2 6 氮化镓多重量子井3 2蓝宝石基板31 P极电极层3 3铝酸锂基板21 氮化镓成核层2 3 第一金属电极层2 5n极电极层3 4 具体实施例方式请参阅图1 图5所示，分别为本专利技术的制作流程示意图、本专利技术的 铝酸锂基板示意图、本专利技术依序磊晶后的结构示意图、本专利技术蚀刻基板及缓冲层后的结构示意图及本专利技术发光二极管的结构示意图。如图所示本 专利技术为一种以氧化锌制作发光二极管的方法，至少包括下列步骤步骤11，选择一铝酸锂(Lithium Aluminum 0xide， LiA102)基板 如图2所示，先选择一铝酸锂基板2 1，其中，该基板2 l可进一步为镓 酸锂(Lithium Gallium 0xide， LiGa02)、硅酸锂(Lithium Silicon 0xide， Li2Si03)、锗酸锂(Lithium Germanium Oxide, LiGe03)、铝酸钠 (Sodium Aluminum Oxide, NaA102)、 锗酸钠 (Sodium Germanium Oxide, Na2Ge03)、硅酸钠(Sodium Silicon Oxide, Na2Si03)、磷酸锂(Lithium Phosphor Oxide, Li3P04)、石申酸锂(Lithium Arsenic Oxide, Li3As04)、 钒酸锂(Lithium Vanadium Oxide, Li3V04 )、锗酸锂镁(Lithium Magnesium Germanium Oxide, Li2MgGe04 )、 锗酸锂锌 (Lithium Zinc Germanium Oxide, Li2ZnGe04)、 锗酸锂镉 (Lithium Cadmium Germanium Oxide, Li2CdGe04 )、 硅酸锂镁(Lithium Magnesium Silicon Oxide, Li2MgSi04)、硅酸锂锌(Lithium Zinc Silicon Oxide, Li2ZnSi04)、硅酸 锂镉(Lithium Cadmium Silicon Oxide, Li2CdSi04)、锗酸钠镁(Sodium Magnesium Germanium Oxide, Na2MgGe04 )、 锗酸钠锌 (Sodium Zinc Germanium Oxide, Na2ZnGe04)或硅酸钠锌(Sodium Zinc Silicon Oxide, Na2ZnSi04)所构成的基板；步骤12，在该铝酸锂基板上依序磊晶如图3所示，在该铝酸锂基板 2 1往上依序成长一单晶薄膜状的氧化锌(Zn0)缓冲层2 2及一氮化镓 (GaN)成核层2 3，并以此磊晶后的GaN/Zn0/LiA102结构成长一多重量 子井(Multiple Quantum Well, MQW) 2 4及一第一金属电极层2 5，其 中，该多重量子井为以上具有不同井宽和位障宽的量子井；步骤13，蚀刻去除该铝酸锂基板及该氧化锌缓冲层如图4所示，之 后将此磊晶结构浸泡于酸性溶液中蚀刻，以去除该铝酸锂基板2l及该氧 化锌缓冲层2 2:其中，该酸性溶液可为硝酸(HN03)、氢氟酸(HF)或醋 酸(CH3C00H);步骤14，成长一第二金属电极层如图5所示，再于该氮化镓成核层 2 3的下方成长一第二金属电极层2 6，以完成一发光二极管的结构。藉此，只需利用单晶薄膜状的氧化锌缓冲层2 2 ，不仅可使该氮化镓 成核层2 3在该铝酸锂基板2 l上成功成长，且可降低氮化镓的缺陷密 度，进而达到晶格匹配并获得良好的晶体接口质量，以提升发光效率及后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以氧化锌制作发光装置的方法，其特征在于：该方法至少包括下列步骤：　Ａ、取一铝酸锂基板；　Ｂ、在该铝酸锂基板上依序成长氧化锌缓冲层及氮化镓成核层，并以此磊晶后的ＧａＮ／ＺｎＯ／ＬｉＡｌＯ↓［２］结构成长多重量子井及第一金属电极层；　Ｃ、将Ｂ步骤成长后的结构浸泡于酸性溶液中蚀刻，并去除该铝酸锂基板及该氧化锌缓冲层；以及　Ｄ、于该氮化镓成核层的下方成长第二金属电极层，以完成发光装置结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明奇，吴季珍，徐文庆，
申请(专利权)人：周明奇，中美硅晶制品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]