[发明专利]以氧化锌制作发光装置的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种以氧化锌制作发光装置的方法，尤指以单晶薄膜状的 氧化锌(ZnO)缓冲层不仅可使氮化镓(GaN)成核层在铝酸锂(LiAlO₂) 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。

背景技术：

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31，并在该蓝宝石基板31上依 序磊晶成长一氮化镓多重量子阱32(Multiple Quantum Well，MQW)及 一p极(p-side)电极层33，并在该氮化镓多重量子阱32的上方成长 一n极电极层34，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33量子阱的中心 波长所支配，而不是均匀的白光。由于电洞的移动度远小于电子，所以放 光的量子阱将会集中在该p极电极层33，其余颜色的量子阱发光效率就 会变得很差。

再者，由于氮化镓多重量子阱33与该蓝宝石基板31间的晶格不匹 配数过高，将会造成该氮化镓多重量子阱33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。

发明内容：

本发明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 以氧化锌制作发光装置的方法，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，本发明所采用的技术方案是：一种以氧化锌 制作发光装置的方法，该方法至少包括下列步骤：

A、取一铝酸锂基板；

B、在该铝酸锂基板上先成长单晶薄膜状的氧化锌缓冲层，且该氧化 锌缓冲层薄膜结构转换成六角形柱状结构，并规则排列成为一蜂窝状，再 在该氧化锌缓冲层上成长氮化镓成核层，并以此磊晶后的GaN/ZnO/LiAlO₂结构成长多重量子阱及第一金属电极层；

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是本发明的制作流程示意图。

图2是本发明的铝酸锂基板示意图。

图3是本发明依序磊晶后的结构示意图。

图4是本发明蚀刻基板及缓冲层后的结构示意图。

图5是本发明发光二极管的结构示意图。

图6是本发明的晶格匹配结构示意图。

图7是已知在基板上成长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              铝酸锂基板21

氧化锌缓冲层22          氮化镓成核层23

多重量子阱24            第一金属电极层25

第二金属电极层26        蓝宝石基板31